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合成氨反应原理为:1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) △H=xkJ/mol。请回答:
(1)为提高上述反应的速率,工业上常采用催化剂。目前,最好的催化剂组成为n(Fe2+):n(Fe3+)=0.5,若以FeO、Fe2O3和Fe3O4为原料,则三者的物质的量之比为___________________。
(2)将N2及H2按物质的量之比1:3充入密闭容器中,相等时间内,不同温度下,在催化剂表面反应,N2的转化率与反应温度的关系如图1所示,下列说法正确的是______________。
A.△H<0
B.v(N2)=2v(NH3)时,说明已达平衡
C.该催化剂约在500℃时活性较大
D.若增大压强,N2的转化率一定提高
(3)已知:保持温度、容积不变时,各气体的压强(分压)与它们的物质的量成正比。若用Kp表示平衡常数,p(N2)、p(H2)、p(NH3)分别表示N2、H2、NH3的分压。 写出上述反应的平衡常数表达式:
Kp=____。
(4)合成氨工业中,平衡耐NH3的含量[用φ(NH3)表示]与反应的总压、温度、氢氮比[用γ= n(H2)/n(N2)表示]和惰性气体含量(用xi表示)存在一定关系。下列两图是探究γ、xi对合成氨生产影响时所得到的。
根据图2,可得出的结论是:_______。 根据图3,可得出的结论是:________。
(1)1:1:a,a≠0
(2)AC
(3)
(4)同一氢氮比,平衡氨含量随压强的升高而增加,同一压强下氢氮比γ约为3时,平衡氨含量最大(实际大约在2. 90:1到 2. 68:1之间变动);随着惰性气体含量的增加,平衡氨浓度很快下降,转化率变小,导致生产能力下降(在生产中要选择一个合理的惰性气体含量,并用排放少量合成气的办法稳定惰性气体在合成气中的含量)
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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(2009?清远模拟)德国人哈伯在1909年发明的合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)  已知298K时:△H=-92.4kJ?mol-1试回答下列问题:
(1)在298K时,将10mol N2和30mol H2放入合成塔中,为何放出的热量小于924kJ?
该反应为可逆反应,10molN2和30molH2不可能完全反应,所以放出的热量小于10×10×92.4kJ=924kJ
该反应为可逆反应,10molN2和30molH2不可能完全反应,所以放出的热量小于10×10×92.4kJ=924kJ

(2)如图一在一定条件下,将1mol N2与3mol H2混合于一个10L密闭容器中,反应达到A平衡时,混合气体中氨占25%,试回答:
①N2的转化率αA
40%
40%

②在状态A时,平衡常数KA=
0.082
0.06×0.183
0.082
0.06×0.183
(代入数值的表达式,不写出具体数值)当温度由T1变化到T2时,KA
KB(填“>”、“<”或“=”)
(3)图二是实验室模拟工业法合成氨的简易装置.简述检验有氨气生成的方法
用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处,若试纸变蓝,说明有氨气生成
用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处,若试纸变蓝,说明有氨气生成
.在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨.其实验装置如图.阴极的电极反应式
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

碳及其化合物有广泛的用途.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),△H=+131.3kJ?mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是
 

A.升高温度   B.增加碳的用量   C.加入催化剂  D.用CO吸收剂除去CO
(2)又知,C(s)+CO2(g)?2CO(g),△H=+172.5kJ?mol-1
则CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)的焓变△H=
 

(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极通入的物质是:
 
,正极反应式为:
 

(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所x需时间/min
H2O CO H2 CO
900 1.0 2.0 0.4 1.6 3.0
通过计算求出该反应的平衡常数(写出计算过程,结果保留两位有效数字)
 

(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨.合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 
一定条件
2NH3(g),△H=-92.4kJ?mol-1.实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图1.
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请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为
 

②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图
 

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科目:高中化学 来源:2013届广东省佛山一中高三第二次段考化学试卷(带解析) 题型:填空题

(13分)碳及其化合物有广泛的用途。
(1)写出用碳棒作电极电解饱和食盐水的离子方程式:                  
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g)      CO(g)+H2(g)  
ΔH=" +131.3" kJ?mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是  

A.升高温度  B.增加碳的用量C.加入催化剂D.用CO吸收剂除去CO
(3)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g)      CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所
需时间/min
H2O
CO
H2
CO
900
1.0
2.0
0.4
1.6
3.0
通过计算求出该反应的平衡常数(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
(4)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH=-92.4kJ?mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。

请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为                              ,判断依据是                                                                
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在下图中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年江西师大附中、鹰潭一中高三理综联考化学试卷(解析版) 题型:计算题

碳及其化合物有广泛的用途。

(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:

C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g)  ΔH= +131.3 kJ•mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是          。(填序号)

A.升高温度   B.增加碳的用量   C.加入催化剂  D.用CO吸收剂除去CO

(2)又知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1

则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓变△H=          

(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为:                         

若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液,设有0.01molCH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=                

(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:

CO(g)+H2O(g)        CO2(g)+H2(g),得到如下数据:

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol[学科

达到平衡所x需时间/min

H2O

CO

H2

CO

900

1.0

2.0

0.4

1.6

3.0

 

通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)           

改变反应的某一条件,反应进行到tmin时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)                     

(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)   ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。

不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图1。

图1                                         图2

请回答下列问题:

①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为                 

②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。

 

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