合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。

(1) 500℃、50MPa時(shí),在容積為5L的密閉容器中加入4 mol N2、8 mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為25%,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K,則K=__________________。

(2) 500℃、50MPa時(shí),在容積為5L的密閉容器中,按下列配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率仍為25%的是_____________

A.2molN2+4molH2                     B.2molN2+4molH2+ 6molHe

C.4molN2+8molH2+6molHe             D.3molN2+5molH2+2molNH3

(3)希臘阿里斯多德大學(xué)的 George Marnellos 和Michael Stoukides,發(fā)明了一種合成氨的新方法,在常壓下,把氫氣和用氦氣稀釋的氮?dú)夥謩e通入一個(gè)加熱到570℃的電解池,利用能通過氫離子的多孔陶瓷固體作電解質(zhì),氫氣和氮?dú)庠陔姌O上合成了氨,轉(zhuǎn)化率達(dá)到78%,試寫出電解池陰極的電極反應(yīng)式                         。

(4)合成氨工廠常通過測(cè)定反應(yīng)前后混合氣體的密度來確定N2的轉(zhuǎn)化率。某工廠測(cè)得反應(yīng)前合成塔中N2和H2混合氣體的密度為0.554g·L-1,從合成塔出來的混合氣體在相同條件下密度為0.693g·L-1(密度均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定),則該合成氨廠N2的轉(zhuǎn)化率_____________。

 

(1)4/15(2分);(2)C(2分);(3)N2+6e-+6H+=2NH3(2分);(4)25%(3分)

解析:略

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)3NH3(g)△H=-92.2kJ/mol.合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得.我國(guó)合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強(qiáng)-30~50MPa.
回答下列問題:
(1)合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是
加壓有利于平衡正向移動(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
加壓有利于平衡正向移動(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
.從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是
增加反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間
增加反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間

(2)500℃、50MPa時(shí),在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x.則K和x的關(guān)系滿足K=
4xV2
27n2(1-x)4
4xV2
27n2(1-x)4

(3)甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:
物  質(zhì) 燃燒熱(kJ?mol-1
H2(g) -285.8
CO(g) -283.0
CH4(g) -890.3
已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時(shí)放出44.0kJ熱量.寫出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1

(4)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池.請(qǐng)寫出該電池的正極反應(yīng)式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+

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合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1.合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷或焦炭與水蒸氣反應(yīng)制得.

(1)在一容積固定的密閉容器中注入N2和H2兩種氣體,發(fā)生上述反應(yīng).在某溫度下達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度分別是:c(H2)=9.00mol?L-1,c(N2)=3.00mol?L-1,c(NH3)=4.00mol?L-1,此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
7.32×10-3
7.32×10-3

(2)在三個(gè)相同容器中各充入1mol N2和3mol H2,在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示.下列說法中正確的是
D
D
(填字母,下同).
A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p2>p1
B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p1>p2
C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2
D.圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且催化劑性能1>2
(3)乙醇可通過淀粉等生物質(zhì)原料發(fā)酵制得,屬于可再生資源,通過乙醇制取氫氣
具有良好的應(yīng)用前景.已知通過乙醇制取氫氣有如下兩條路線:
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
下列說法錯(cuò)誤的是:
D
D

A.從原料消耗的角度來看,a路線制氫更有價(jià)值
B.從能量消耗的角度來看,b路線制氫更加有利
C.a(chǎn)路線制氫由于要消耗很多能量,所以在實(shí)際生產(chǎn)中意義不大
D.降低溫度,可提高b路線中乙醇的轉(zhuǎn)化率.

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合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2(((NH3(g)△H=-92.2kJ/mol.合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得.

(1)在一容積固定的密閉容器中注入N2和H2兩種氣體,發(fā)生上述反應(yīng).在某溫度下達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(H2)=9.00mol/L,c(N2)=3.00mol/L,c(NH3)=4.00mol/L,此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
7.32×10-3
7.32×10-3

(2)三個(gè)相同容器中各充入1molN2和3molH2,在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖所示.下列說法正確的是
D
D
(填序號(hào)).
A.圖I可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P2>P1
B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P1>P2
C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2
D.圖Ⅱ一定是在同溫同壓下不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且催化劑效果1>2
(3)將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水蒸氣,化學(xué)方程式為:C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ,△S=+133.7J/K該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)
(填:能或否).
(4)甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:
物  質(zhì) 燃燒熱(kJ?mol-1
H2(g) -285.8
CO(g) -283.0
CH4(g) -890.3
已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時(shí)放出44.0kJ熱量.寫出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1

(5)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池.請(qǐng)寫出該電池的正極反應(yīng)式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1.合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷或焦炭與水蒸氣反應(yīng)制得.
(1)在一容積固定的密閉容器中注入N2和H2兩種氣體,發(fā)生上述反應(yīng).在某溫度下達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度分別是:c(H2)=9.00mol?L-1,c(N2)=3.00mol?L-1,c(NH3)=4.00mol?L-1,此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.0073
0.0073

(2)在三個(gè)相同容器中各充入1mol N2和3mol H2,在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示.下列說法中正確的是
D
D
(填字母).
A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p2>p1
B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p1>p2
C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2
D.圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且催化劑性能1>2
(3)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣,化學(xué)方程式為:
C(s)+H2O(g)═H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ?mol-1,△S=+133.7J?K-1?mol-1
該反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行?
不能
不能
(填“能”或“不能”).

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合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)?3NH3(g),△H=-92.2kJ/mol.合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得.我國(guó)合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強(qiáng)-30~50MPa.回答下列問題:
(1)合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是
加壓有利于平衡正向移動(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
加壓有利于平衡正向移動(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
.從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是
增加反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間
增加反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間

(2)500℃、50MPa時(shí),在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K1,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x.則K和x的關(guān)系滿足K=
4xV2
27n2(1-x)4
4xV2
27n2(1-x)4
.若溫度為400℃,平衡常數(shù)為K2,則K1
K2(填“<”、“=”或“>”)
(3)甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:
物  質(zhì) 燃燒熱(kJ?mol-1
H2(g) -285.8
CO(g) -283.0
CH4(g) -890.3
已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時(shí)放出44.0kJ熱量.
①寫出CO燃燒的熱化學(xué)方程式
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1

②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=
-483.6
-483.6
kJ/mol.

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