Question

（14分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。

（1）NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3。

II中，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下随温度变化的曲线如下图）。

①随温度升高，该反应平衡向__________（选填“正反应”或“逆反应”）方向移动。

②比较P1、P2的大小关系：______________。

（2）一种工业合成氨的简易流程图如下：

步骤II中制氢气原理如下：

a．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206.4 kJ/mol

b．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H = —41.2 kJ/mol

①对于反应a而言，增大CH4的浓度，达新平衡时H2的体积分数_ _ __增大（选填“一定”或“不一定”）。

②利用反应b，将CO进一步转化，可提高H2产量。若在500 ℃时，把等浓度的CO和H2O(g)充入反应容器，达到平衡时c(CO)＝0.005 mol·L－1、c(H2)＝0.015 mol·L－1，则CO的平衡转化率为 。

③上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是（填序号） ，④简述一种本流程中可以提高合成氨原料总转化率的方法 。

 

Answer 1

19．（14分）（1）①逆反应 ②P2>P1 （2）①不一定 ②3/4或75% （3分）

③Ⅳ ④对原料气加压（或分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用 ）（3分）

【解析】

试题分析：(1)①由图像可知，随温度升高，NO的平衡转化率降低，说明该反应平衡向逆反应方向移动，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率升高，所以P2>P1；

（2）①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206.4 kJ/mol增大 CH4的浓度，达新平衡时H2的体积分数不一定增大，②设CO的转化量为x CO + H2O CO2 + H2

开始量（mol）0.02

转化量（mol） x x x x

平衡量（mol）0.005 0.015 0.015

可得CO转化率=0.015mol÷0.02mol×100%=75%

③上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是Ⅳ；④提高合成氨原料总转化率方法是使合成氨平衡正向移动，所以对原料气加压或分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用 。

考点：考查合成氨的工艺流程。