摘要:在合成氨反应中.进入合成塔的气体体积比为N2∶H2∶NH3=6∶18∶1.从合成塔出来的气体体积比为N2∶H2∶NH3=9∶27∶8.求H2的转化率. 2008-2009学年度第1学期

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合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义.
(1)向合成塔中按1:4的物质的量之比充入N2、H2进行氨的合成,图A为T0C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(P)的关系图.

①写出工业上合成氨的化学方程式
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3

②图A中氨气的体积分数为15.00%时,H2的转化率=
24.45%
24.45%

③图B中T=500°C,温度为4500C对应的曲线是
b
b
(选填字母“a“或“b”),选择的理由是
合成氨的正反应是放热反应,根据勒夏特列原理,其他条件不变,降低温度,化学平衡向放热反应方向移动
合成氨的正反应是放热反应,根据勒夏特列原理,其他条件不变,降低温度,化学平衡向放热反应方向移动

④由图象知,增大压强可提高原料的利用率,从生产实际考虑增大压强需解决的问题是
研制耐压设备(或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案)
研制耐压设备(或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案)
(写出一条即可).
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,反应的热化学方程式为:
CH4(g)+H2OCO(g)+3H2(g);△H=+QkJ/mol(Q>0)
(3)一定温度下,在2L容器中发生上述反应,各物质的物质的量变化如下表
时间/min CH4(mol) H20( mol) CO (mol) H2 (mol)
0 0.40 1.00 0 0
5 X1 X2 X3 0.60
7 Y1 Y2 0.20 Y3
10 0.21 0.81 0.19 0.62
①分析表中数据,判断5?7min之间反应是否处于平衡状态
(填“是”或“否”),
前5min平均反应速率v(CH4)=
0.02mol?min-1
0.02mol?min-1

②反应在7~10min之间,CO的物质的量减少的原因可能是
d
d
(填字母).
a?减少CH4      b?降低温度c?增大压强d?充入H2
③若保持温度不变,向1L容器中起始充入0.15mol CH4.0.45mol H2O.
0.05
0.05
mol CO、
0.15
0.15
mol H2,达到平衡时CH4的体积百分含量与第一次投料相同.
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合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义.
(1)向合成塔中按1:4的物质的量之比充入N2、H2进行氨的合成,图A为T0C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(P)的关系图.

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①写出工业上合成氨的化学方程式______.
②图A中氨气的体积分数为15.00%时,H2的转化率=______.
③图B中T=500°C,温度为4500C对应的曲线是______(选填字母“a“或“b”),选择的理由是______
④由图象知,增大压强可提高原料的利用率,从生产实际考虑增大压强需解决的问题是______(写出一条即可).
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,反应的热化学方程式为:
CH4(g)+H2O
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CO(g)+3H2(g);△H=+QkJ/mol(Q>0)
(3)一定温度下,在2L容器中发生上述反应,各物质的物质的量变化如下表
时间/min CH4(mol) H20( mol) CO (mol) H2 (mol)
0 0.40 1.00 0 0
5 X1 X2 X3 0.60
7 Y1 Y2 0.20 Y3
10 0.21 0.81 0.19 0.62
①分析表中数据,判断5?7min之间反应是否处于平衡状态______(填“是”或“否”),
前5min平均反应速率v(CH4)=______.
②反应在7~10min之间,CO的物质的量减少的原因可能是______(填字母).
a?减少CH4      b?降低温度c?增大压强d?充入H2
③若保持温度不变,向1L容器中起始充入0.15mol CH4.0.45mol H2O.______mol CO、______mol H2,达到平衡时CH4的体积百分含量与第一次投料相同.
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(2011?江山市模拟)以黄铁矿为原料生产硫酸的主要设备是沸腾炉、(炉气精制)、接触室和吸收塔等.
(1)请写出炉气制造即沸腾炉中黄铁矿燃烧的化学方程式
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4SO2
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4SO2

(2)炉气精制的作用是将含SO2进行除法和水洗.而精制炉气即SO2的催化氧化,在接触室中进行.
A、精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图1所示.在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是
不选B点,因为压强越大对设备的投资大,消耗的动能大;SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右,再提高压强,SO2的转化率提高的余地很小,所以采用1个大气压
不选B点,因为压强越大对设备的投资大,消耗的动能大;SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右,再提高压强,SO2的转化率提高的余地很小,所以采用1个大气压
不选择C点,因为温度越低,SO2转化率虽然更高,但催化剂的催化作用受影响,450℃时,催化剂的催化效率是高.故选择A点,不选C点.
不选择C点,因为温度越低,SO2转化率虽然更高,但催化剂的催化作用受影响,450℃时,催化剂的催化效率是高.故选择A点,不选C点.

B、接触室中2SO2(g)+O2(g) 
催化剂
.
2SO3(g),反应过程的能量变化如图2所示.
已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的△H=-99kJ?mol-1.请回答下列问题:
①图中C点表示
生成物能量
生成物能量
,E的大小对该反应的反应热
(填“有”或“无”) 影响.该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点
降低
降低
(填“升高”或“降低”).
②反应达到平衡时,平衡常数表达式K=
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
,升高温度,K值
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”);图中△H=
-198
-198
kJ?mol-1
(3)从吸收塔出来的气体用一定量氨水吸收,得到的铵盐产品是(NH42SO3和NH4HSO3的混合物.取不同质量的铵盐,分别加入x mol/L的50.00mL NaOH溶液中,经沸水浴(此温度下铵盐自身不分解)加热使氨气全部逸出,干燥后用浓硫酸完全吸收.实验数据如下:
实验次数 铵盐质量(g) 浓硫酸增加的质量(g)
第一次 1.570 0.340
第二次 3.140 0.680
第三次 4.710 0.510
第四次 6.280 0
①该铵盐中(NH42SO3和NH4HSO3的物质的量之比为
2:1
2:1

②x的值为
1.2
1.2
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