(15分)氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法,是德國(guó)人哈伯在1905年發(fā)明的,其合成原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H<0他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下:
氣體 |
氮?dú)?/p> |
氫氣 |
氨 |
熔點(diǎn)(℃) |
-210.01 |
-252.77 |
-77.74 |
沸點(diǎn)(℃) |
-195.79 |
-259.23 |
-33.42 |
反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見(jiàn)上表:
(1)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程。即反應(yīng)后通過(guò)把混合氣體的溫度降低到 ℃使混合氣體分離出來(lái)產(chǎn)品;繼續(xù)循環(huán)的氣體是 。
(2)工業(yè)上采取用上述(1)操作的目的:
。
(3)已知拆開(kāi)1molH-H鍵,1molN-H鍵,1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________ 。
(4)合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對(duì)于密閉容器中的反應(yīng): N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是
A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B.點(diǎn) c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C.點(diǎn)d (t1時(shí)刻) 和點(diǎn) e (t2時(shí)刻) 處n(N2)不一樣
D.其他條件不變,773K下反應(yīng)至t1時(shí)刻, n(H2)比上圖中d點(diǎn)的值大
【解析】略
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解
氣體 | 氮?dú)?/TD> | 氫氣 | 氨 |
熔點(diǎn)(℃) | -210.01 | -252.77 | -77.74 |
沸點(diǎn)(℃) | -195.79 | -259.23 | -33.42 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解
反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見(jiàn)下表:
氣體 | 氮?dú)?/p> | 氫氣 | 氨 |
熔點(diǎn)/℃ | -210.01 | -252.77 | -77.74 |
沸點(diǎn)/℃ | -195.79 | -259.23 | -33.42 |
(1)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程,即反應(yīng)后通過(guò)把混合氣體的溫度降低到____________,使混合氣體分離出產(chǎn)品,N2、H2繼續(xù)循環(huán)。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式:K=____________。
(2)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀(guān)點(diǎn)說(shuō)明工業(yè)上采用“使混合氣體分離出產(chǎn)品,N2、H2繼續(xù)循環(huán)”的生產(chǎn)措施的理由:___________________________________________________。
(3)已知拆開(kāi)1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________。
(4)合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對(duì)于密閉容器中的反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖甲所示。下列敘述正確的是____________。
A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B.點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C.點(diǎn)d(t1時(shí)刻)和點(diǎn)e(t2時(shí)刻)處n(N2)不一樣
D.其他條件不變,773 K下反應(yīng)至t1時(shí)刻,n(H2)比圖中d點(diǎn)的值大
(5)1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marncellos和Stoukides采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+),實(shí)現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨,其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖乙。陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________________________________________________。
甲 乙
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一,其合成原理為
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4KJ/moL。試回答下列問(wèn)題:
氨的合成是一個(gè)可逆反應(yīng),為了探索合成氨的最佳條件,人們進(jìn)行了大量的研究。
(1) 下列有關(guān)做法不適宜的是( )
A、常采用循環(huán)法,使未轉(zhuǎn)化的氮?dú)夂蜌錃獾玫匠浞值睦谩?/p>
B 、綜合考慮各方面的因素,壓強(qiáng)控制在20―50MPa之間為宜
C、利用電解水制氫氣,作為合成氨的原料,
D、使用鐵觸媒為催化劑,在5000C時(shí)獲得最大催化效益。
(2)合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是 (填序號(hào))
A 、采用較高壓強(qiáng)(20―50MPa)
B、采用5000C的高溫
C、用鐵觸媒為催化劑
D、將生產(chǎn)的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來(lái),N2和H2循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充N(xiāo)2和H2
(3)在298K時(shí),將10moL N2和30moL H2放入合成塔中,為何放出的熱量小于924KJ?
(4)怎樣知道在合成氨工業(yè)有氨氣生成?
如果提高單位時(shí)間內(nèi)氨氣的產(chǎn)量,對(duì)溫度而言,在 (填高溫或低溫)下有利.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解
氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)
叫哈伯法,是德國(guó)人哈伯1905年發(fā)明的,其合成原理為:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g),△H=-92.4 kJ/mol,△S = -198.3J·mol-1·K-1。他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下:
反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見(jiàn)下表:
(1)下列說(shuō)法正確的是
A. 因?yàn)椤鱄= -92.4 kJ/mol,所以該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行
B. 因?yàn)椤?i>S = -198.3J·mol-1·K-1所以該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行
C. 該反應(yīng)在一定條件下可能自發(fā)進(jìn)行。
(2)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程。即反應(yīng)后通過(guò)把混合氣體的溫度降低到 使混合氣體分離出來(lái)產(chǎn)品;繼續(xù)循環(huán)的氣體是 。
(3)一定溫度下,在密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2并發(fā)生反應(yīng)。
①若容器容積恒定,達(dá)到平衡時(shí),氣體的壓強(qiáng)為原來(lái)的7/8,則N2的轉(zhuǎn)化率а1= ,此時(shí)反應(yīng)放熱 kJ;
②若容器壓強(qiáng)恒定,則達(dá)到平衡時(shí),容器中N2的轉(zhuǎn)化率а2 а1(填“>、<或=”)。
(4)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 反應(yīng)的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示:(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量)
① 圖像中T2和T1的關(guān)系是:T2 T1,(填“高于”“低于”“等于”“無(wú)法確定”)
② 比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是 (填字母)。
③ 在起始體系中加入N2的物質(zhì)的量為n/3mol時(shí),反應(yīng)后氨的百分含量最大;若容器容積為1L,n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則此條件下(T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。(不用寫(xiě)單位)
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