摘要: 合成氨工业中.是在500℃的条件下进行反应.以加快反应进行的速度.
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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”).合成氨工业是重要的化工工业,传统合成氨的方法是N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=92.4kJ.mol-1.影响合成氨工业生产效率的因素主要有温度、压强、催化剂、原料气配比和气体在装置中的流速.

(1)该反应放热,升高温度对反应转化率不利,但工业生产中通常在420-500℃条件下进行该反应,其理由是 .
(2)图1是压强和原料气配比对反应转化率影响研究结果,图中揭示的规律有: ; .
(3)图2是反应转化率与温度关系图,阅读图中信息,说明为什么实际生产中气体在装置中的流速是影响转化率的重要因素?
(4)2001年希腊科学家利用电解反应合成氨取得成功,实验装置如图3,固体介质能传导H+,则钯电极A是电解池的 极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是 .
(5)有研究表明在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:2N2+6H2O?4NH3+3O2,
若N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+
O2(g)△H=+765.2kJ?mol-1
则反应2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g)的△H= kJ?mol-1.
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(1)该反应放热,升高温度对反应转化率不利,但工业生产中通常在420-500℃条件下进行该反应,其理由是
(2)图1是压强和原料气配比对反应转化率影响研究结果,图中揭示的规律有:
(3)图2是反应转化率与温度关系图,阅读图中信息,说明为什么实际生产中气体在装置中的流速是影响转化率的重要因素?
(4)2001年希腊科学家利用电解反应合成氨取得成功,实验装置如图3,固体介质能传导H+,则钯电极A是电解池的
(5)有研究表明在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:2N2+6H2O?4NH3+3O2,
若N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+
| 3 | 2 |
则反应2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g)的△H=
合成氨工业在国民经济中占有重要地位,现有80%的氨用来制造化肥,其余的作为生产其他化工产品的原料.下面是合成氨的简易流程图,试回答下列问题
①合成氨所用的原料气是 、 .
②原料气中氮气来自 .
③原料气要进行彻底的净化,其主要目的是 .
④工业上,通常采用以 为主的催化剂,在400~500℃和10MPa~30Mpa的条件下合成氨.
⑤合成氨的转化率较低,通常约含15%(体积分数)的氨,为提高氨气的转化率,可采取的措施是 .
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①合成氨所用的原料气是
②原料气中氮气来自
③原料气要进行彻底的净化,其主要目的是
④工业上,通常采用以
⑤合成氨的转化率较低,通常约含15%(体积分数)的氨,为提高氨气的转化率,可采取的措施是