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歷史上諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)曾經(jīng)3次頒給研究合成氨的化學(xué)家。合成氨的原理為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)?;卮鹣铝袉栴}。
(1)t℃時(shí),向填充有催化劑、體積為2L的剛性容器中充入一定量的H2和N2合成氨,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得c(NH3)隨時(shí)間的變化如表所示:
時(shí)間/min 5 10 15 20 25 30
c(NH3)/mol?L-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
①5~15min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=
0.005
0.005
mol?L-1?min-1。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),在
20
20
min以后反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。能加快反應(yīng)達(dá)到平衡的措施有
升高溫度、增大壓強(qiáng)
升高溫度、增大壓強(qiáng)
(寫出兩條)。
③下列情況能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
BC
BC
(填標(biāo)號(hào))。
A.2v(NH3)=3v(H2
B.混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
C.N2體積分?jǐn)?shù)不再變化
D.混合氣體的密度保持不變
(2)如表列出了在不同溫度和壓強(qiáng)下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NH3的百分含量w(NH3)。
壓強(qiáng)/MPa
v(NH3)/%
溫度/℃
0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.5 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
①從表中數(shù)據(jù)得出,最優(yōu)的條件是
200℃、100MPa
200℃、100MPa
。
②工業(yè)上通常選擇在400~500℃和10~30MPa條件下合成氨,原因是
溫度太低,反應(yīng)太慢,溫度過高,反應(yīng)逆向進(jìn)行;壓強(qiáng)太低,反應(yīng)太慢,壓強(qiáng)過高,對(duì)設(shè)備損傷大
溫度太低,反應(yīng)太慢,溫度過高,反應(yīng)逆向進(jìn)行;壓強(qiáng)太低,反應(yīng)太慢,壓強(qiáng)過高,對(duì)設(shè)備損傷大
。

【答案】0.005;20;升高溫度、增大壓強(qiáng);BC;200℃、100MPa;溫度太低,反應(yīng)太慢,溫度過高,反應(yīng)逆向進(jìn)行;壓強(qiáng)太低,反應(yīng)太慢,壓強(qiáng)過高,對(duì)設(shè)備損傷大
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/29 8:0:10組卷:13引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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    ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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