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 .选择的理由是 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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______（选填字母“a“或“b”），选择的理由是______
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______（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

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

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

①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态______（填“是”或“否”），
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______（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．______mol CO、______mol H₂，达到平衡时CH₄的体积百分含量与第一次投料相同．

（1）①工业上利用氮气和氢气来合成氨，原理方程式为：N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃，故答案为：N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃；
②设N₂的转化率为x，则N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃初始物质的量：1    4            0
变化的物质的量：x     3x          2x
平衡时的物质的量：1-x   4-3x         2x
氨气的体积分数为15.00%时，则

2x+1-x+4-3x

=15%
解得x=0.33（mol），所以氢气的转化率=

0.33×3

×100%≈24.45%，故答案为：24.45%；
③对于反应N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃，当温度降低时，化学平衡向放热反应方向移动，所以氨气的体积分数增大，对应的曲线是b，
故答案为：b；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增大压强可提高原料的利用率，但是设备的耐压程度是有限的，从生产实际考虑增大压强可以研制耐压设备或增大压强的动力、材料的强度等，
故答案为：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）；
（2）①根据一氧化碳和氢气的物质的量的变化情况可以判断，5?7min之间反应是处于平衡状态，前5min平均反应速率v（CH₄）=

△c

△t

0.4mol-0.2mol

5min

=0.02mol?min^-1，
故答案为：是；0.02mol?min^-1；
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少，加入氢气能让平衡逆向移动，减少一氧化碳的浓度，故答案为：d；
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15molCH₄、0.45molH₂O，再充入0.05molCO、0.15molH₂相当于是0.05mol的甲烷和0.05mol的水，即充入甲烷是0.2mol，水是0.5mol，和初始投料0.4mol的甲烷和1.0mol的水是等效的，达到平衡时CH₄的体积百分含量相同，故答案为：0.05；0.15．

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

①写出工业上合成氨的化学方程式

N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃

N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃

．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H₂的转化率=

24.45%

．
③图B中T=500°C，温度为450⁰C对应的曲线是

（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

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）

（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

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

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

①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态

是

（填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH₄）=

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

（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

mol CO、

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．

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科目：高中化学 来源： 题型：

合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按物质的量之比l：4充入N₂、H₂进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系图．

①图A中氨气的体积分数为15%时，H₂的转化率为

24.46%

．
②图B中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是

（填“a”或“b”）．
（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（g）?CO（g）+3H₂（g）△H＞0，一定温度下，在体积为2L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如表：

时间/min	CH₄（mol）	H₂O（mol）	CO（mol）	H₂（mol）
0	0.40	1.00	0	0
5	x₁	0.80	x₂	0.60
7	0.20	y₁	0.20	y₂
10	0.21	0.81	0.19	0.64

①分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？

是

（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v（CH₄）=

0.02mol?L^-1?min^-1

．
②该温度下，上述反应的平衡常数K=

0.0675

．
③反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是

（填字母）．
a．减少CH₄的物质的量 b．降低温度 c．升高温度 d．充入H₂
④若第7分钟时将容器压缩至1L，请在图C所示坐标系中画出从第7分钟到第11分钟建立新平衡时甲烷浓度随时间的变化曲线．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2010?宝鸡三模）合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义，寻找方便廉价的合成氨方法自然成为化学科技工作者的研究方向．
请回答下列有关合成氨反应的有关问题：
（1）在一定温度和催化剂下，将3.2mol H₂和1.2molN₂混合于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，在2min末时反应恰好达平衡，此时生成了0.8mol NH₃．则在2min内以H₂表示的反应速率为

0.3mol/（L?min）

；N₂此时的转化率为

33.3%

，该条件下的平衡常数为

0.4mol^-2?L²

．
（2）在（1）中平衡时，若要想通过改变反应条件使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变，可改变的反应条件为

增大压强（或增大反应物的浓度，或将氨气从混合体系中分离出去）

（任填一种）．
（3）若已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）；△H=180.5kJ/mol
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）；△H=一905kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ/mol
请写出合成氨反应的热化学方程式

N₂（g）+3H₂（g）

2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol

N₂（g）+3H₂（g）

2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol

．
（4）Marnellos和Stoukides发明了电化学制备氨气的方法，该方法用SCY陶瓷将负极和正极隔开，SCY陶瓷具有高质子导电性，其作用是传递H⁺，这种方法实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨．已知负极的电极反应为H₂一2e^-═2H⁺，则正极发生的电极反应为

N₂+6H⁺+6e^-═2NH₃

．

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科目：高中化学 来源：2013届浙江省杭州市高三上学期期中七校联考化学试卷（带解析） 题型：填空题

(14分)合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。
(1)向合成塔中按物质的量之比l：4充入N₂、H₂进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。
①图A中氨气的体积分数为15％时，H₂的转化率为           。
②图B中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是           (填“a”或“b”)。
(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(g) CO(g)+3H₂(g) △H>0，一定温度下，在体积为2 L的恒容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 min时反应是否处于平衡状态?                    (填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH₄)=               。
②该温度下，上述反应的平衡常数K=            。
③反应在7~10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是           (填字母)。
a．减少CH₄的物质的量        b．降低温度          c．升高温度            d．充入H₂
④若第7分钟时将容器压缩至1L，请在下列坐标系中画出从第7分钟到第11分钟建立新平衡时甲烷浓度随时间的变化曲线。
a