摘要:在合成氨的反应中.可以提高氢气的转化率的措施是( ) A.延长反应时间 B.充入过量的氢气 C.充入过量的氮气 D.升高温度

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合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1.合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得.

(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体,发生上述反应.在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c(H2)=9.00mol?L-1,c(N2)=3.00mol?L-1,c(NH3)=4.00mol?L-1,此温度下该反应的平衡常数K=
7.32×10-3
7.32×10-3

(2)在三个相同容器中各充入1mol N2和3mol H2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示.下列说法中正确的是
D
D
(填字母,下同).
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2
(3)乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得,属于可再生资源,通过乙醇制取氢气
具有良好的应用前景.已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线:
a、CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)△H=+255.58kJ/mol
b、CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)?3H2(g)+2CO(g)△H=+13.76kJ/mol
下列说法错误的是:
D
D

A.从原料消耗的角度来看,a路线制氢更有价值
B.从能量消耗的角度来看,b路线制氢更加有利
C.a路线制氢由于要消耗很多能量,所以在实际生产中意义不大
D.降低温度,可提高b路线中乙醇的转化率.
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下

(1)①工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)?CO2+H2,850℃时,往1L密闭容器中充入0.3mol CO和0.2molH2O(g).反应4min后建立平衡,体系中c(H2)=0.12mol?L-1.CO的平衡浓度为
0.18mol/L
0.18mol/L
 转化率为
40%
40%
 该温度下此反应的平衡常数K=
1
1
 (填计算结果).
②在850℃时,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向逆反应方向进行的有
A
A
 (选填A、B、C、D、E)
A B C D E
n(CO2 3 l 0 1 l
n(H2 2 l 0 1 2
n(CO) 1 2 3 0.5 3
n(H2O) 5 2 3 2 l
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1
300℃(填“>”、“<”或“=”).
 T/°C  T1  300  T2
 K  1.00×107  2.45×105  1.88×103
(3)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,不同温度下NH3产率图1所示.温度高于900℃时,NH3产率下降,原因是
900℃时反应达到平衡状态,再升高温度平衡向左移动
900℃时反应达到平衡状态,再升高温度平衡向左移动


(4)在化学反应中只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子.使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ?mol-1表示.请认真观察图2,回答问题.
图中所示反应是
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的△H=
-(E1-E2)kJ/mol
-(E1-E2)kJ/mol
 (用含E1、E2E的代数式表示).已知热化学方程式:H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ?mol-1,该反应的活化能为167.2kJ?mol-1,则其逆反应的活化能为
409kJ/mol
409kJ/mol

(5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气.目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ?mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ?mol-1
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