24. (1)在工业合成氨的生产原料气中V(N2):V(H2)=1:3.若将标准状况下1512m2的原料气通入合成塔中.达到平衡时.平衡混和气体中氨的体积分数为20%.则生成氨气的质量为 kg. (2)硝酸工业的尾气中主要含有NO.NO2气体.工业上可用氨气进行治理.使其转化为无毒的氮气.有关反应的化学方程式为: 现有NO和NO2的混合气体15L.用氨气进行处理.恰好消耗同温同压下的NH317L.则原混合气体中NO与NO2的物质的量比之为 . 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)在工业合成氨的生产原料气中V(N2)∶V(H2)=1∶3,若将标准状况下1 512 m3的原料气通入合成塔中,达到平衡时,平衡混合气体中氨的体积分数为20%,则生成氨气的质量为________ kg。

(2)硝酸工业的尾气中主要含有NO、NO2气体,工业上可用氨气进行治理,使其转化为无毒的氮气。有关反应的化学方程式为:

6NO+4NH35N2+6H2O

6NO2+8NH37N2+12H2O

现有NO和NO2的混合气体15 L,用氨气进行处理,恰好消耗同温同压下的NH3 17 L。则原混合气体中NO与NO2的物质的量之比为____________。

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(12分)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)3NH3(g)△H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用碳在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。回答下列问题:

(1)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气:

C(s) + H2O(g)  H2(g) +CO(g)   △H = +131.3 kJ ,△S = +133.7 J/K

该反应在低温下能否自发                    (填:能或否)。

(2)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是                                。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是                                        

(3)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 的K=0.5。

①在400℃时, 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            (填数值)。

②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)             V(N2)(填:>、<、=、不能确定)。

③500℃、50MPa时,在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则Kx的关系满足K                  

④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是            (填序号)。

A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1

B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2

C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2

D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能:1>2

 

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(12分)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用碳在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。回答下列问题:
(1)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气:
C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)  △H =" +131.3" kJ ,△S =" +133.7" J/K
该反应在低温下能否自发                    (填:能或否)。
(2)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是                                。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是                                        
(3)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) 的K=0.5。
①在400℃时, 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            (填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)            V(N2)(填:>、<、=、不能确定)。
③500℃、50MPa时,在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则Kx的关系满足K                  
④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是           (填序号)。

A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能:1>2

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(12分)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用碳在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。回答下列问题:

(1)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气:

C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)   △H = +131.3 kJ ,△S = +133.7 J/K

该反应在低温下能否自发                     (填:能或否)。

(2)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是                                 。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是                                        

(3)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 的K=0.5。

①在400℃时, 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=             (填数值)。

②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)             V(N2)(填:>、<、=、不能确定)。

③500℃、50MPa时,在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则Kx的关系满足K                   

④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是            (填序号)。

A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1

B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2

C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2

D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能:1>2

 

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合成氨反应原理为:1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) △H=xkJ/mol。请回答:
(1)为提高上述反应的速率,工业上常采用催化剂。目前,最好的催化剂组成为n(Fe2+):n(Fe3+)=0.5,若以FeO、Fe2O3和Fe3O4为原料,则三者的物质的量之比为___________________。
(2)将N2及H2按物质的量之比1:3充入密闭容器中,相等时间内,不同温度下,在催化剂表面反应,N2的转化率与反应温度的关系如图1所示,下列说法正确的是______________。
A.△H<0
B.v(N2)=2v(NH3)时,说明已达平衡
C.该催化剂约在500℃时活性较大
D.若增大压强,N2的转化率一定提高
(3)已知:保持温度、容积不变时,各气体的压强(分压)与它们的物质的量成正比。若用Kp表示平衡常数,p(N2)、p(H2)、p(NH3)分别表示N2、H2、NH3的分压。 写出上述反应的平衡常数表达式:
Kp=____。
(4)合成氨工业中,平衡耐NH3的含量[用φ(NH3)表示]与反应的总压、温度、氢氮比[用γ= n(H2)/n(N2)表示]和惰性气体含量(用xi表示)存在一定关系。下列两图是探究γ、xi对合成氨生产影响时所得到的。
根据图2,可得出的结论是:_______。 根据图3,可得出的结论是:________。

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