氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一.课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国人哈伯在1905年发明的,其合成原理为:N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g);△H<0他因此获得了1918年诺贝尔化学奖.工业上合成氨的部分工艺流程如图1:

反应体系中各组分的部分性质见下表:
气体 |
氮气 |
氢气 |
氨 |
熔点(℃) |
-210.01 |
-252.77 |
-77.74 |
沸点(℃) |
-195.79 |
-259.23 |
-33.42 |
(1)合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业上采取气体循环的流程.即反应后通过把混合气体的温度降低到
-33.42
-33.42
℃使混合气体分离出来产品;继续循环的气体是
N2、H2
N2、H2
.
(2)工业上采取用上述(1)操作的目的:
及时分离出氨气,平衡正向移动,提高氨气的产率,且循环利用氮气和氢气,提高氮气和氢气的转化率
及时分离出氨气,平衡正向移动,提高氨气的产率,且循环利用氮气和氢气,提高氮气和氢气的转化率
.
(3)已知拆开1molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N
2与H
2反应生成NH
3的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1
.
(4)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.对于密闭容器中的反应:N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g),在673K,30MPa下n(NH
3)和n(H
2)随时间变化的关系如图2所示.下列叙述正确的是
AD
AD
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点 c处反应达到平衡
C.点d (t
1时刻) 和点 e (t
2时刻) 处n(N
2)不一样
D.其他条件不变,773K下反应至t
1时刻,n(H
2)比图2中d点的值大.