我國合成氨生產(chǎn)條件一般為壓強在20 MPa～50 MPa，溫度為500℃左右，使用鐵作催化劑．在上述生產(chǎn)條件下，實驗測定達到平衡時混合氣體中NH3的體積分數(shù)約為19.1％～42.2％，而實際上從合成塔中出來的氣體中NH3的體積分數(shù)通常為15％左右，最可能的原因是


  1. A.
    所測定的數(shù)據(jù)有錯誤
  2. B.
    生產(chǎn)條件下控制不當
  3. C.
    氨的分解速率大于生成速率
  4. D.
    合成塔中反應(yīng)沒有達到平衡
D
解析：
講析：僅從平衡角度上看，達到平衡時，混合物中氨的百分含量較高，但因隨著反應(yīng)時間的延長，c(N2)、c(H2)不斷減小，正反應(yīng)速率減小，而c(NH3)不斷增大，逆反應(yīng)速率越來越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)品NH3的凈增加量越來越小，從而影響了產(chǎn)量．為在單位時間內(nèi)獲得盡可能多的產(chǎn)品，實際生產(chǎn)中不可能等到反應(yīng)達到平衡后再添加新的原料氣．
點評：通過本題的討論，我們應(yīng)該明白，利用化學(xué)原理分析、指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)時，要將理論上的可能性與現(xiàn)實中的可行性恰當?shù)亟Y(jié)合起來．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（12分）合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)3NH3(g)△H＝－92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：催化劑－鐵觸媒，溫度－400～500℃，壓強－30～50MPa�；卮鹣铝袉栴}：

（1）將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣：

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

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                    （填：能或否）。

（2）合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是                                。從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是                                        。

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

①在400℃時， 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            （填數(shù)值）。

②400℃時，在0.5L的反應(yīng)容器中進行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應(yīng)V(N2)正             V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能確定）。

③500℃、50MPa時，在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時N2的轉(zhuǎn)化率為x。則K和x的關(guān)系滿足K＝                  。

④在三個相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分數(shù)隨時間變化曲線如下圖。下列說法正確的是            （填序號）。

A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P2＞P1

B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P1＞P2

C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2

D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下，催化劑性能：1＞2

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年浙江省杭州地區(qū)七校聯(lián)考高二第二學(xué)期期中化學(xué)試卷 題型：填空題

（12分）合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)3NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：催化劑－鐵觸媒，溫度－400～500℃，壓強－30～50MPa�；卮鹣铝袉栴}：
（1）將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣：
C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)  △H =" +131.3" kJ ，△S =" +133.7" J/K
該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                    （填：能或否）。
（2）合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是                                。從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是                                        。
（3）已知在400℃時，N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) 的K=0.5。
①在400℃時， 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            （填數(shù)值）。
②400℃時，在0.5L的反應(yīng)容器中進行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應(yīng)V(N2)正            V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能確定）。
③500℃、50MPa時，在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3mol H2，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時N2的轉(zhuǎn)化率為x。則K和x的關(guān)系滿足K＝                  。
④在三個相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分數(shù)隨時間變化曲線如下圖。下列說法正確的是           （填序號）。

A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P2＞P1
B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P1＞P2
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下，催化劑性能：1＞2

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年浙江省杭州地區(qū)七校聯(lián)考高二第二學(xué)期期中化學(xué)試卷 題型：填空題

（12分）合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)3NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：催化劑－鐵觸媒，溫度－400～500℃，壓強－30～50MPa�；卮鹣铝袉栴}：

（1）將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣：

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

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                     （填：能或否）。

（2）合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是                                 。從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是                                         。

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

①在400℃時， 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=             （填數(shù)值）。

②400℃時，在0.5L的反應(yīng)容器中進行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應(yīng)V(N2)正             V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能確定）。

③500℃、50MPa時，在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時N2的轉(zhuǎn)化率為x。則K和x的關(guān)系滿足K＝                   。

④在三個相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分數(shù)隨時間變化曲線如下圖。下列說法正確的是            （填序號）。

A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P2＞P1

B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P1＞P2

C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2

D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下，催化劑性能：1＞2

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（（08揭陽市一模）（10分）合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：

催化劑－鐵觸媒，溫度－400～500℃，壓強－30～50MPa。

回答下列問題：

⑴ 合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是        。從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是            。

⑵ 500℃、50MPa時，在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時N2的轉(zhuǎn)化率為x。則K和x的關(guān)系滿足K＝         。

⑶有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HCl－NH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池。請寫出該電池的正極反應(yīng)式                          。

⑷已知H2(g)、 CO(g) 、CH4(g)三種物質(zhì)的燃燒熱分別是－285.8 kJ?mol－1、 －283.0 kJ?mol－1、

－890.3 kJ?mol－1，1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時放出44.0 kJ熱量。甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）。那么該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H      0 （填>、= 或 <）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)3NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：催化劑－鐵觸媒，溫度－400～500℃，壓強－30～50MPa�；卮鹣铝袉栴}：

（1）將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣：

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

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                     （填：能或否）。

（2）合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是                                 。從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是                                         。

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

①在400℃時， 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=             （填數(shù)值）。

②400℃時，在0.5L的反應(yīng)容器中進行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應(yīng)V(N2)正             V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能確定）。

③500℃、50MPa時，在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時N2的轉(zhuǎn)化率為x。則K和x的關(guān)系滿足K＝                   。

④在三個相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分數(shù)隨時間變化曲線如下圖。下列說法正確的是            （填序號）。

A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P2＞P1

B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P1＞P2

C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2

D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下，催化劑性能：1＞2

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