工業(yè)合成尿素(H2NCONH2)以CO2和NH3為原料,在合成塔中存在如圖轉化:
(1)液相中,合成尿素總反應的熱化學反應方程式為
2NH3(l)+CO2(l)?H2NCONH2(l)+H2O(l)ΔH=-93.7kJ/mol
2NH3(l)+CO2(l)?H2NCONH2(l)+H2O(l)ΔH=-93.7kJ/mol
。
(2)一定條件下,CO2的平衡轉化率與溫度、初始氨碳比、水碳比的關系如圖2和圖3所示,回答下列問題:
下列說法不正確的是 C
C
(填標號)。
A.圖2兩曲線中L1>L2
B.增大氨碳比有利于提高尿素產率,過量氨氣能與水蒸氣作用促進第二步反應正移
C.圖3曲線M1>M2,增大水碳比有利于尿素生成
D.實際工業(yè)生產時,可選用初始條件為氨碳比L1和水碳比M1
(3)氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用。合成氨工業(yè)中:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) ΔH<0,其化學平衡常數K與溫度t的關系如表:
t/℃ |
200 |
300 |
400 |
K |
K1 |
K2 |
0.5 |
完成下列填空:
①試比較K
1、K
2的大小,K
1>
>
K
2(填寫“>”“=”或“<”)。
②將1molN
2和1molH
2投到一個溫度恒定、體積恒定的容器中進行上述反應,一段時間后可判斷該可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志是
AC
AC
(填標號)。
A.v
正(NH
3)=2v
逆(N
2)
B.混合氣體的密度不再改變
C.混合氣體的平均相對分子質量不再改變
③某合成氨速率方程為v=k?c
α(N
2)?c
β(H
2)?c
γ(NH
3),其中k為速率常數,根據表中數據,γ=
-1
-1
。
實驗 |
c(N2)/(mol?L-1) |
c(H2)/(mol?L-1) |
c(NH3)/(mol?L-1) |
v/(mol?L-1?s-1) |
1 |
m |
n |
p |
q |
2 |
2m |
n |
p |
2q |
3 |
m |
n |
0.1p |
10q |
4 |
m |
2n |
P |
2.828q |
在合成氨過程中,需要不斷分離出氨的原因為
A
A
(填標號)。
A.有利于平衡正向移動
B.提高正反應速率
C.防止催化劑中毒