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合成氨工业,现今常采用450~C,20~50 MPa条件下进行,下表是不同温度和压强下的平衡体系中氨的体积分数:

(1)

已知某温度下,平衡常数表达式为:写出能用该表式表示的反应方程式:________;

(2)

在一定压强下,从400℃到500℃,平衡常数K将________(填“增大”、“减小”或“不变”);写出合成氨催化剂的名称________;

(3)

分析表中数据,你能得出的结论是①________、②________;

(4)

在工业选择了适宜条件以后,为了提高反应的转化率,可以采取的措施是________;

A.

将混合体系中的氨气液化分离

B.

在体系中充入适量的氢气

C.

将氢气和氮气循环利用

D.

在体系中充入适量的氨气

答案:4.AC;
解析:

(1)

1/2N2+3/2H2NH3(2分)

(2)

减小、铁触媒(2分)

(3)

①从化学反应速率角度,催化剂在450℃时,催化效果最好;②从化学反应速率和平衡移动角度考虑,在能耗和材料强度许可的情况下,采用40.5 MPa条件平衡体系中氨的体积分数较大.(2分)


练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

中学化学中常见的物质有如图所示的转化关系(反应条件略去).X、Y、Z、W是单质,其余均为化合物,A、W、Z常温下呈气态,且A是一种大气污染物,B是一种常用的酸.
(1)写出下列物质的化学式:
Y
Al
Al
、A
SO2
SO2
、C
KAlO2
KAlO2

(2)D的电子式为

(3)我国生产B的工业中,常采用以下方式处理尾气A:

试从综合经济效益的角度分析,这样处理的目的是(答出其中两点即可):
a.
减少SO2对环境污染
减少SO2对环境污染
;b.
可以使原料利用率得到提高
可以使原料利用率得到提高

(4)反应①的化学方程式:
2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2
2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2

反应②的化学方程式:
H2O2+SO2=H2SO4
H2O2+SO2=H2SO4

反应④的离子方程式:
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

硫酸工业中2SO2(g)+O2(g)
催化剂
2SO3(g);△H<0(放热反应)有关实验数据如下:


压强

SO2
转化率
温度
1×105 Pa 5×105 Pa 10×105 Pa 50×105 Pa 100×105 Pa
450℃ 97.5% 98.9% 99.2% 99.6% 99.7%
550℃ 85.6% 92.9% 94.9% 97.7% 98.3%
(1)在生产中常用过量的空气是为了
使平衡正向移动,提高SO2的转化率
使平衡正向移动,提高SO2的转化率

(2)高温对该反应有何影响?
高温使反应速率加快,缩短了达到平衡所需的时间,但是对SO2的转化不利
高温使反应速率加快,缩短了达到平衡所需的时间,但是对SO2的转化不利
,实际生产中采用400~500℃的温度除了考虑速率因素外,还考虑到
催化剂在该温度下活性最强,催化效果最佳
催化剂在该温度下活性最强,催化效果最佳

(3)增大压强对上述反应有何影响?
加快反应速率,且使平衡正向移动,有利于SO2转化和SO3的生成
加快反应速率,且使平衡正向移动,有利于SO2转化和SO3的生成
,但工业上又常采用常压进行反应,其原因是
常压时SO2的转化率已经很高,无采用高压的必要,况且,采用高压还受动力、设备等条件的限制,提高了成本
常压时SO2的转化率已经很高,无采用高压的必要,况且,采用高压还受动力、设备等条件的限制,提高了成本

(4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于
用水吸收SO3易形成酸雾,吸收效果差,而用浓H2SO4吸收则不易形成酸雾,吸收效果好
用水吸收SO3易形成酸雾,吸收效果差,而用浓H2SO4吸收则不易形成酸雾,吸收效果好
,尾气中SO2必须回收,主要是为了
防止空气污染
防止空气污染

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等.工业制备无水AlCl3的流程如下:

(1)已知:C(s)+
1
2
O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJ/mol,2Fe(s)+
3
2
O2(g)═Fe2O3(s)△H=-822.1kJ/mol
请写出C还原Fe2O3生成CO的热化学方程式
3C(s)+Fe2O3(s)═3CO(g)+2Fe(s)△H=+490.6kJ/mol
3C(s)+Fe2O3(s)═3CO(g)+2Fe(s)△H=+490.6kJ/mol

(2)反应2CO+O22CO2的平衡常数为K1;反应4Fe+3O22Fe2O3的平衡常数K2,则反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2的平衡常数K与K1、K2的关系式
K=
K
3
1
K2
K=
K
3
1
K2

(3)高温下,氧化铁能跟碳发生下列反应:
①Fe2O3+3C
 高温 
.
 
2Fe+3CO ②Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2若反应产生的气体是CO2和CO,则
n(C)
n(Fe2O3)
的取值范围是
1.5<
n(C)
n(Fe2O3)
<3
1.5<
n(C)
n(Fe2O3)
<3

(4)氯化炉中生成的气体,通常用碱性的亚硫酸钠溶液来吸收,请用离子方程式分析亚硫酸钠溶液呈碱性的原因
SO32-+H2OHSO3-+OH-
SO32-+H2OHSO3-+OH-

(5)氯化炉中发生:3Cl2(g)+3C(s)+Al2O3(s)2AlCl3(g)+3CO(g)△H>0,欲提高金属铝的氯化效果,不可采取的措施是
①⑤
①⑤
(填序号):
①增加C的量 ②多通入Cl2③升高温度 ④移走部分AlCl3(g) ⑤使用合适的催化剂工业上还常采用向氯化炉中通入O2的方法,其目的是
与C或CO反应,提供反应所需的热量
与C或CO反应,提供反应所需的热量

(6)沉淀分析法一般规定:溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×10-5mol/L时,可认为已沉淀完全.现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,测定c(Al3+)=0.2mol/L.此时所得沉淀中
(填“是”或“否”)含有Al(OH)3.(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33).

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

[化学--选修2化学与技术]二氧化硫在工业制硫酸中有着重要作用,但又是煤燃烧的有害气体.按“循环经济”的模式,就是要将SO2收集起来,把它变为有用的东西.
(1)某空气监测是根据SO2和溴水的定量反应来测定SO2的含量.该反应的化学方程式为
 

(2)若每次取样的空气为200mL,通入足量的溴水中,测得平均有2.408×1018个电子转移,则SO2的含量为
 
mg?L-1,若规定空气中SO2含量不得超过0.02mg?L-1,则样气是否符合大气的质量标准
 
(填“符合”或“不符合”).
(3)向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫,该反应中氧化过程的反应式为:SO2+2H2O-2e-→SO42-+4H+;向亚氯酸钠(NaClO2)固体中通入用空气稀释的氯气,该反应中还原过程的反应式为:Cl2+2e-→2Cl-.在上述两个反应中均会生成产物X,则X的化学式为
 

A. NaClO    B.NaClO4    C.HClO    D.ClO2
(4)在硫酸工业制法中,下列叙述正确的是
 

A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B.从沸腾炉出来的气体要净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化成SO3要用催化剂,这样可提高SO2的转化率
D.SO3用98.3%的浓硫酸来吸收,目的是为了防止形成酸雾,以提高SO3吸收效率
(5)如表是压强对SO2平衡转化率的影响
压强MPa
转化率%
温度℃
0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率
 
(填“增大”、“减少”或“不变”),但在实际工业生产中常采用常压条件,理由是
 

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