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    13．在合成氨反应中.开始充入a mol N2和b mol H2.在一定条件下.反应达到平衡.测得NH3占混合气体的25%.则平衡时N2的转化率是 A. B.0.1(a+b) C.33.3% D. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    在合成氨反应中，开始充入a mol N2和b mol H2，在一定条件下，反应达平衡，测得NH3占混合气体的25%，则平衡时N2的转化率是（　　）

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    合成氨反应中，开始充入a mol N2和b mol H2．在一定条件下反应达到平衡，测得NH3的体积占混合气体的25％，则平衡时N2的转化率为

    [　　]

    A．

    (0.1＋)％

    B．

    0.1(a＋b)

    C．

    33.3％

    D．

    (10＋)％

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    合成氨是重要的化学工业，为了研究合成氨的反应原理，在一密闭容器内充入1mol N2和2mol H2，在一定条件下，使之发生如下反应：N2+3H2?2NH3．
    Ⅰ：若维持温度不变，且密闭容器的容积固定为1L．
    （1）当此反应经过2min达到平衡状态时，测得反应混合物中NH3的物质的量为0.2moL，则H2在2min内的平均反应速率为
    0.15mol?L-1?min-1
    0.15mol?L-1?min-1
    ．
    （2）如果开始时，向该容器内加入0.5moL N2，要使反应混合物中三种气体的物质的量分数仍与上述平衡时的完全相同，则还必须加入H2
    0.5
    0.5
    mol和NH3
    1.0
    1.0
    mol．
    （3）如果开始时加入N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，要使反应达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的物质的量分数仍与（1）平衡时完全相同，则a、b、c应满足的一般条件是（a、b分别用含c的方程式表示）
    a+
    1
    2
    mol=1、b+
    3
    2
    mol=2
    a+
    1
    2
    mol=1、b+
    3
    2
    mol=2
    ．
    Ⅱ：若温度维持不变，体系压强维持与Ⅰ相同，密闭容器的容积由1L随反应进行而改变．
    （4）开始时加入1mol N2和2mol H2，经过一段时间，容器中三种气体的物质的量分数不再发生变化时，则NH3的物质的量为
    甲
    甲
    （选填一个编号）
    （甲）大于0.2mol     （乙）等于0.2mol
    （丙）小于0.2mol     （丁）可能大于、等于或小于0.2mol
    作出此判断的理由是
    由于温度不变，随着反应的进行，容器的体积缩小，体系的压强比平衡（1）时增大，平衡向着正向移动
    由于温度不变，随着反应的进行，容器的体积缩小，体系的压强比平衡（1）时增大，平衡向着正向移动
    ．

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    工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下

    （1）①工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2，850℃时，往1L密闭容器中充入0.3mol CO和0.2molH2O（g）．反应4min后建立平衡，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．CO的平衡浓度为
    0.18mol/L
    0.18mol/L
     转化率为
    40%
    40%
     该温度下此反应的平衡常数K=
    1
    1
     （填计算结果）．
    ②在850℃时，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向逆反应方向进行的有
    A
    A
     （选填A、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）合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．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在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，不同温度下NH3产率图1所示．温度高于900℃时，NH3产率下降，原因是
    900℃时反应达到平衡状态，再升高温度平衡向左移动
    900℃时反应达到平衡状态，再升高温度平衡向左移动
    ．

    （4）在化学反应中只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子．使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ?mol-1表示．请认真观察图2，回答问题．
    图中所示反应是
    放热
    放热
    （填“吸热”或“放热”）反应，该反应的△H=
    -（E1-E2）kJ/mol
    -（E1-E2）kJ/mol
     （用含E1、E2E的代数式表示）．已知热化学方程式：H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ?mol-1，该反应的活化能为167.2kJ?mol-1，则其逆反应的活化能为
    409kJ/mol
    409kJ/mol
    ．
    （5）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
    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
    则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
    CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ?mol-1
    CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ?mol-1
    ．

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    (13分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：

    N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)  △H= -92.4 kJ/mol   据此回答以下问题：

    （1）合成氨工业采取的下列措施中，不能用勒沙特列原理解释的是        （填序号）。

    ①反应压强为20Mpa~50Mpa   ②500℃的高温   ③铁触媒作催化剂   ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2、H2循环到合成塔中。

    （2）一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2    T1(填>、=、<)，判断的依据是：                                                

    （3）合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下：

    反应一：C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g) 　平衡常数K1

    反应二：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)  平衡常数K2

    ① K1的表达式：K1＝                        

    ②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中，在不同条件下进行反应，得到以下三组数据：

    实验组别

    温度/℃

    起始量/mol

    平衡量/mol

    达到平衡所需时间/min

    H2O

    CO

    H2

    CO

    1

    650

    1

    2

    0.8

    1.2

    5

    2

    900

    0.5

    1

    0.2

    0.8

    3

    3

    T

    a

    b

    c

    d

    t

    （Ⅰ）实验1中，用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为                   

    （Ⅱ） 在实验3，当a＝0.5、b＝1时，要使c、d数据与实验2相同，且t＜3，可以采取的措施为          (填序号)

    A．其它条件不变温度T<900℃         B．其它条件不变温度T>900℃

    C．充入一定量氖气                   D．使用高效催化剂

    （Ⅲ）对于反应二，当升高温度时K2       （填“增大”、“减小”或“不变”）。

     

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