摘要:21.在一定条件下.由N2和H2合成氨.反应达到平衡后.混合气体中氨气的体积分数为25%.若反应前后条件保持不变.则反应后缩小的气体体积与原反应物的体积比值是 A.1/5 B .1/4 C. 1/3 D. 1/2
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在一定条件下,由N2和H2合成氨,反应达到平衡后,混合气体中氨气的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物的体积比值是
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A.1/5
B.1/4
C.1/3
D.1/2
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B.1/4
C.1/3
D.1/2
一定条件下,由N2和H2合成1 mol NH3时可放出46.2 kJ的热量.已知N≡N键的键能是948.9 kJ/mol,H-H键的键能是436.0 kJ/mol,试计算N-H键的键能是________写出氮气和氢气在该条件下合成氨的热化学方程式________
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
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
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
(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
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
①分析表中数据,判断5?7min之间反应是否处于平衡状态
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
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.
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(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
2NH3
| ||
| 高温高压 |
N2+3H2
2NH3
.
| ||
| 高温高压 |
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)+H2O
(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 |
是
是
(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.合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g).图1表示在一定的温度下此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线.图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响.下列说法正确的是( )

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N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol 据此回答以下问题:
(1)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是
②③
②③
(填序号).①反应压强为20Mpa~50Mpa ②500℃的高温 ③铁触媒作催化剂 ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中.
(2)一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度).则T2
<
<
T1(填>、=、<),判断的依据是:合成氨反应是放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,NH3的体积分数下降,所以T1>T2
合成氨反应是放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,NH3的体积分数下降,所以T1>T2
(3)合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到.涉及反应信息如下:
反应一:C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g) 平衡常数K1
反应二:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2
①K1的表达式:K1=
| c(H2)?c(CO) |
| c(H2O) |
| c(H2)?c(CO) |
| c(H2O) |
②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:
| 实验组别 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| H2O | CO | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 1 | 2 | 0.8 | 1.2 | 5 |
| 2 | 900 | 0.5 | 1 | 0.2 | 0.8 | 3 |
| 3 | T | a | b | c | d | t |
0.16 mol?L-1?min-1
0.16 mol?L-1?min-1
(Ⅱ) 在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为
D
D
(填序号)A.其它条件不变温度T<900℃B.其它条件不变温度T>900℃
C.充入一定量氖气 D.使用高效催化剂
(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”).