D.合成氨反應(yīng):.為使氨的產(chǎn)率提高.理論上應(yīng)采取低溫高壓的措施 查看更多

 

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合成氨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防建設(shè)均具有重要意義.
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1
(1)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的合成氨反應(yīng),下列能表示達(dá)到平衡狀態(tài)的是
ac
ac
(填序號(hào)).
a.混合氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
b.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
c.反應(yīng)容器中N2的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化
d.單位時(shí)間內(nèi)斷開a個(gè)H-H鍵的同時(shí)形成3a個(gè)N-H鍵
e.三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
f. NH3的生成速率與H2的消耗速率之比為2:3
(2)在恒溫恒容的密閉容器中,合成氨反應(yīng)的各物質(zhì)濃度變化曲線如圖所示.
①前25min 內(nèi),用H2 的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)平均速率是
0.12mol?L-1?min-1
0.12mol?L-1?min-1

②在25min 末反應(yīng)剛好達(dá)到平衡,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.15
0.15
(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)),達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率α=
50%
50%
.若升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)值將
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”).
(3)下列措施中能使n(H2)/n(NH3)增大的有
AC
AC

A.升高溫度                 B.加入催化劑          C.將N2(g)從體系中分離
D.再充入1molN2和3mol H2E.體積不變,充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大.

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合成氨聯(lián)產(chǎn)二甲醚是一項(xiàng)具有中國特色的化工工藝,具有節(jié)能環(huán)保,其主要工藝流程如下:

已知造氣時(shí),主要發(fā)生的反應(yīng)有:CH4+H2O→CO+3H2、;2CH4+O2→2CO+4H2、冢

CO、CO2均可與H2合成甲醇,合成甲醇后排出的醇后氣中有很少量的CO、CO2,需與H2轉(zhuǎn)化為甲烷,防止CO使合成氨催化劑中毒.

(1)NH3(g)→NH3(l)ΔH________0(填:“>”、“<”或“=”,下同);ΔS________0.

(2)相同體積的天然氣,采用“合成氨同時(shí)聯(lián)產(chǎn)二甲醚”和直接合成氨相比,新工藝優(yōu)越性有________

(a)減少二氧化硫排放

(b)適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)

(c)可提高氮肥產(chǎn)量

(d)資源綜合利用率和經(jīng)濟(jì)效益高

(3)在催化劑、高溫、高壓下,CO2轉(zhuǎn)化為甲烷的化學(xué)方程式為________

(4)假定造氣時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣中不含CO2,H2與CO物質(zhì)的量之比為2.2,空氣由80% N2和20% O2組成,天然氣中CH4為100%,且①和②的轉(zhuǎn)化率均為100%.則同溫同壓下通入的空氣和水蒸氣的體積比,V(空氣)/V(水蒸氣)=________

(5)今有224 m3(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)由CO、H2、N2組成的混合氣體,分別合成甲醇和氨,且三種氣體均完全轉(zhuǎn)化,馳放氣中甲烷忽略不計(jì),若得到液氨34 kg,則同時(shí)得到二甲醚多少千克?________

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工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下

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(1)①工業(yè)生產(chǎn)時(shí),制取氫氣的一個(gè)反應(yīng)為:CO+H2O(g)?CO2+H2,850℃時(shí),往1L密閉容器中充入0.3mol CO和0.2molH2O(g).反應(yīng)4min后建立平衡,體系中c(H2)=0.12mol?L-1.CO的平衡濃度為______ 轉(zhuǎn)化率為______ 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______ (填計(jì)算結(jié)果).
②在850℃時(shí),以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器中,其中向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的有______ (選填A(yù)、B、C、D、E)
A B C D E
n(CO2 3 l 0 1 l
n(H2 2 l 0 1 2
n(CO) 1 2 3 0.5 3
n(H2O) 5 2 3 2 l
(2)合成塔中發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù).由此可推知,表中T1______300℃(填“>”、“<”或“=”).
 T/°C  T1  300  T2
 K  1.00×107  2.45×105  1.88×103
(3)N2和H2在鐵作催化劑作用下從145℃就開始反應(yīng),不同溫度下NH3產(chǎn)率圖1所示.溫度高于900℃時(shí),NH3產(chǎn)率下降,原因是______.

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(4)在化學(xué)反應(yīng)中只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時(shí)才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這些分子被稱為活化分子.使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其單位通常用kJ?mol-1表示.請(qǐng)認(rèn)真觀察圖2,回答問題.
圖中所示反應(yīng)是______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)的△H=______ (用含E1、E2E的代數(shù)式表示).已知熱化學(xué)方程式:H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ?mol-1,該反應(yīng)的活化能為167.2kJ?mol-1,則其逆反應(yīng)的活化能為______.
(5)硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣.目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退,反?yīng)機(jī)理為:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為:______.

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合成氨所需的,由煤與水發(fā)生反應(yīng)制得,其中有一步反應(yīng)為:

CO(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),欲使CO的轉(zhuǎn)化率提高,同時(shí)提高的產(chǎn)率,可以采取的措施是

[  ]

A.增大水蒸氣濃度
B.增大CO濃度
C.升高溫度
D.增大壓強(qiáng)

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合成氨所需的,由煤與水發(fā)生反應(yīng)制得,其中有一步反應(yīng)為:

CO(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),欲使CO的轉(zhuǎn)化率提高,同時(shí)提高的產(chǎn)率,可以采取的措施是

[  ]

A.增大水蒸氣濃度
B.增大CO濃度
C.升高溫度
D.增大壓強(qiáng)

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1.D 2.A 3.A 4.C 5.C 6.AC 7.D 8.D 9.BD 10.AB 11.B 

12.D 13.B 14.B 15.A 16.B 17.B 18.B 19.A 20.B 21.C 22.D

  23.(1)< (2)右側(cè)的3處

 。3)< B相當(dāng)于減壓了,減壓后平衡向分解的方向移動(dòng),使B中的量減少了.

  24.①提高,降低;②b=4;③;④acbcab

  25.(1)B.根據(jù)反應(yīng):,,若要充分利用原料,顯然要求原料與反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)的量之比等于或接近于3∶1,上述反應(yīng)趨于恰好反應(yīng),原料得以充分利用.w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

    

    

 。2)①、诓缓侠恚?yàn)锽iOCl中,Cl的化合價(jià)為-1價(jià).③濃NaOH溶液中,抑制的溶解,使的濃度減小,鹽酸中抑制的水解.

  26.(1)2、1、3、2。2)A為氣態(tài),B為固態(tài)或氣態(tài),D為氣態(tài)。3)放熱

  27.(1)按1分鐘計(jì),生成0.5 mol C產(chǎn)生熱量45 kJ,而容器散熱

,所以應(yīng)用加熱器每分鐘提供熱量120 kJ-45 kJ=75 kJ

 。2)容器半徑和高度都變?yōu)樵瓉?0倍,則表面變?yōu)樵瓉?000倍,平均每分鐘生成C為0.5 mol×1000=500 mol,放出熱量45000kJ,而容器散熱12000 kJ,所以冷卻器每分鐘吸收熱量45000 kJ-12000 kJ=33000 kJ

 。3)不變

  28.a=1  b=2              29.(1)。2)1/10500。3)10

  30.①39%、12.5%          31.(1)①體積1.792 L;25%

②當(dāng)活塞由C向B移動(dòng)時(shí),因體積擴(kuò)大使平衡:向體積擴(kuò)大方向移動(dòng)以至混合氣體物質(zhì)的量增大.增大的物質(zhì)的量可由下式求出     

   

起始:0.08 mol     0

平衡:  

  因平衡時(shí)混合氣體總的物質(zhì)的量為0.07 mol,由于活塞由C移至B,體積擴(kuò)大,故,可知充入物質(zhì)的量必小于0.01 mol                 。2)1.56 g

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