合成氨工业用氢气和氮气在催化剂作用下直接合成.右表表示在一定温度和压强下达到动态平衡时氨的体积分数. 其中∶=1∶3.如图所示装置是一透热性很好的坚固容器.活塞C可左右移动.其总体积为44.8L.现将400℃.300大气压的H233.6L和400℃.300大气压的N211.2L充入容器中.当两者反应达到动态平衡时.若保持混合气体的压强仍为400℃.300大气压.求: (1)容器是向外界放热.还是吸热? (2)充入的N2的物质的量是多少?充入的H2转化率是多少? (3)活塞C要向左侧移动的距离与容器全长之比是多大? 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

氢气和氨气都属于无碳清洁能源.
(1)镍氢碱性充电电池被誉为“绿色化学电源”,放、充电时的反应:2NiOOH+H2
充电
放电
2Ni(OH)2.放电时,正极的电极反应式为
NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
,充电时,该电极应与电源的
(填“正”或“负”)极相连.
(2)氨在空气中燃烧,生成水和氮气.已知:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-572kJ?mol-1
则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程为:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l);△H=-1531.2kJ?mol-1
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l);△H=-1531.2kJ?mol-1

(3)研究表明工业上合成氨反应 (N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3) 在25℃、400℃的平衡常数分别为5×105和200.
①合成氨是
放热
放热
反应(填“放热”或“吸热”).
②合成氨选择400~500℃的原因是:
加快反应速率,催化剂活性最大
加快反应速率,催化剂活性最大

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,下表中为各物质在不同时刻的浓度.
时间/min c(N2)/mol?L-1 c(H2)/mol?L-1 c(NH3)/mol?L-1
0 0.6 1.8 0
5 0.48 X 0.24
10 0.26 0.78 0.68
0~5min,H2的平均反应速率v(H2)=
0.072mol/L.min
0.072mol/L.min
.反应在5分钟时,条件发生了改变,改变的条件可能是
a
a
(填序号).
a.使用催化剂       b.降低温度       c.增加氢气的浓度        d.分离出NH3
(4)在-50℃时,液氨中存在电离平衡NH3(l)?NH4++NH2-,离子积常数
K=c(NH4+)?c(NH2-).若一定条件下,平衡时c(NH2-)=1×10-15mol?L-1
下列说法正确的是:
a.在液氨中加入NaNH2,液氨的离子积常数增大
b.此温度下液氨的离子积常数为1×10-30
c.液氨在-50℃的电离程度比常温下纯水的大.

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合成氨的流程示意图如下:

回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是____________、____________;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学方程式________________________,__________________________。
(2)设备A中含有电加热器,触媒和热交换器,设备A的名称是________,其中发生的化学反应方程式为__________________________。
(3)设备B的名称为________,其中m和n是两个通水口,入水口是________(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是________________________________________。
(4)设备C的作用是____________________________________________。
(5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
已知1 000 K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于________。

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合成氨的流程示意图如下:

 

回答下列问题:

(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是________________________;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学方程式__________________________________________________

(2)设备A中含有电加热器,触媒和热交换器,设备A的名称是________,其中发生的化学反应方程式为__________________________

(3)设备B的名称为________,其中mn是两个通水口,入水口是________(“m”“n”)。不宜从相反方向通水的原因是________________________________________

(4)设备C的作用是____________________________________________

(5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:

CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)

已知1 000 K时该反应的平衡常数K0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中c(H2O)c(CO)不低于________

 

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合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示.

(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为______.
(2)在合成氨生产中,将生成的氨及时从反应后的气体中分离出来.运用化学平衡的知识分析这样做的是否有利于氨的合成,说明理由:______.
(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数.

①若分别用υA(NH3)和υB(NH3) 表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则υA(NH3)______υB(NH3)(填“>”、“<”或“=”).
②在相同温度、当压强由p1变为p3时,合成氨反应的化学平衡常数______.(填“变大”、“变小”或“不变”).
③在250℃、1.0×104kPa下,H2的转化率为______%(计算结果保留小数点后1位).
(4)NH3(g) 与CO2(g) 经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:

NH3(g) 与CO2(g) 反应生成尿素的热化学方程式为______.
(5)运输氨时,不能使用铜及其合金制造的管道阀门.因为,在潮湿的环境中,金属铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化,生成Cu(NH342+,该反应的离子方程式为______.

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合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示.

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(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为______.
(2)在合成氨生产中,将生成的氨及时从反应后的气体中分离出来.运用化学平衡的知识分析这样做的是否有利于氨的合成,说明理由:______.
(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数.

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①若分别用υA(NH3)和υB(NH3) 表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则υA(NH3)______υB(NH3)(填“>”、“<”或“=”).
②在相同温度、当压强由p1变为p3时,合成氨反应的化学平衡常数______.(填“变大”、“变小”或“不变”).
③在250℃、1.0×104kPa下,H2的转化率为______%(计算结果保留小数点后1位).
(4)NH3(g) 与CO2(g) 经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:

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NH3(g) 与CO2(g) 反应生成尿素的热化学方程式为______.
(5)运输氨时,不能使用铜及其合金制造的管道阀门.因为,在潮湿的环境中,金属铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化,生成Cu(NH342+,该反应的离子方程式为______.

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