合成氨是人類研究的重要課題,目前工業(yè)合成氨的原理為:
N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g)△H=-93.0kJ?mol
-1,在3個(gè)2L的密閉容器中,使用相同的催化劑,按不同方式投入反應(yīng)物,分別進(jìn)行反應(yīng):
相持恒溫、恒容,測的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反應(yīng)物投入量 |
3mol H2、2mol N2 |
6mol H2、4mol N2 |
2mol NH3 |
達(dá)到平衡的時(shí)間/min |
|
6 |
8 |
平衡時(shí)N2的體積密度 |
C1 |
1.5 |
|
混合氣體密度/g?L-1 |
ρ1 |
ρ2 |
|
平衡常數(shù)/L2?mol-2 |
K甲 |
K乙 |
K丙 |
(1)下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)已到達(dá)平衡狀態(tài)的是
(填寫序號字母)
a.容器內(nèi)H
2、N
2、NH
3的濃度只比為1:3:2
b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v(N
2)
正=3v(H
2)
速d.混合氣體的密度保持不變
e.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
(2)容器乙中反應(yīng)從開始到達(dá)平衡的反應(yīng)速度為v(H
2)=
(3)在該溫度下甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(用含C
1的代數(shù)式表示)
(4)分析上表數(shù)據(jù),下列關(guān)系正確的是
(填序號):
a.2c
1<1.5mol/L b.?
3=?
1 c.2ρ
1=ρ
2 d.K
乙>K
甲=K
丙(5)另據(jù)報(bào)道,常溫、常壓下,N
2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng),生成NH
3和O
2.已知:H
2的燃燒熱△H=-286kJ/mol,則由次原理制NH
3反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
(6)希臘阿里斯多德大學(xué)的George Mamellos和Michacl Stoukides,發(fā)明了一種合成氨的新方法,在常壓下,把氫氣和用氨氣稀釋的氮?dú)夥謩e通入一個(gè)加熱到570℃的電解池,李勇能通過的氫離子的多孔陶瓷固體作電解質(zhì),氫氣和氮?dú)庠陔姌O上合成了氨,轉(zhuǎn)化率達(dá)到78%,在電解法合成氨的過程中,應(yīng)將H
2不斷地通入
極,該電極反應(yīng)式為
.