Question

利用天然氣合成氨的部分工藝流程圖如下：
依據(jù)上述流程，完成下列問題：
（1）寫出流程中一次轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：

 

．
（2）上述流程有二處循環(huán)，一是K₂CO₃（aq）循環(huán)，二是

 

循環(huán)（填化學(xué)式）．
（3）1998年科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺），實現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨．寫出陽極反應(yīng)式：

 

．
（4）一定條件下，將a mol N₂與b mol H₂的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：

1

2

N2(g)+

3

2

H2(g)?NH₃（g）△H＜0．達到平衡時，測得n（N₂）=13mol；n（NH₃）=6mol
①該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式：K=

 

；
②達到平衡時

N

2

的轉(zhuǎn)化率為

 

；
③為了提高H₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

 

 （填寫字母編號）．
A．增大H₂的濃度  B．增大N₂的濃度    C．使用催化劑   D．降低溫度．

Answer 1

考點：工業(yè)合成氨,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)流程圖中給出的物質(zhì)寫出化學(xué)方程式即可；
（2）依據(jù)流程圖中得出多次用到N₂、H₂據(jù)此解答即可；
（3）陽極失去電子，化合價升高，據(jù)此解答即可；
（4）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式寫出平衡常數(shù)表達式，依據(jù)平衡移動原理計算轉(zhuǎn)化率以及采取的措施．

解答： 解：（1）一次轉(zhuǎn)化中產(chǎn)物為一氧化碳和氫氣，故答案為：CH₄+H₂O=CO+3H₂；
（2）上述流程有二處循環(huán)，一是K₂CO₃（aq）循環(huán)，二是氮氣和氫氣循環(huán)，故答案為N₂、H₂；
（3）陽極為失去電子的反應(yīng)，發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價升高，那么就是氫氣反應(yīng)，故答案為：H₂-2e^-=2H⁺；
（4）①依據(jù)反應(yīng)方程式的出會心反應(yīng)平衡常數(shù)表達式為：K=

c(NH3)

c 1 2 (N2)?c 3 2 (H2)

，故答案為：K=

c(NH3)

c 1 2 (N2)?c 3 2 (H2)

；
②依據(jù)

1

2

N2+

3

2

H2?NH₃（g）
始態(tài)   a     b      0
轉(zhuǎn)化   x            6
平衡    13          6
可以計算轉(zhuǎn)化x=3，故a=13+3=16，故轉(zhuǎn)化率為

3

13

×100%=18.75%，故答案為18.75%；   
③增大一種反應(yīng)物的濃度，可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；平衡右移可以增加反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故答案為BD．

點評：本題主要考查化學(xué)平衡計算、電化學(xué)等，難度中等，旨在考查學(xué)生對知識的掌握與運用，加強基礎(chǔ)知識的掌握理解．