合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。

(1) 500℃、50MPa時，在容積為5L的密閉容器中加入4 mol N2、8 mol H2，反應(yīng)達平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為25%，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K，則K＝__________________。

(2) 500℃、50MPa時，在容積為5L的密閉容器中，按下列配比作為起始物質(zhì)，達到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率仍為25%的是_____________

A．2molN2+4molH2                      B．2molN2+4molH2+ 6molHe

C．4molN2+8molH2+6molHe              D．3molN2+5molH2+2molNH3

(3)希臘阿里斯多德大學(xué)的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，發(fā)明了一種合成氨的新方法，在常壓下，把氫氣和用氦氣稀釋的氮氣分別通入一個加熱到570℃的電解池，利用能通過氫離子的多孔陶瓷固體作電解質(zhì)，氫氣和氮氣在電極上合成了氨，轉(zhuǎn)化率達到78%，試寫出電解池陰極的電極反應(yīng)式　　　　                   　　　。

(4)合成氨工廠常通過測定反應(yīng)前后混合氣體的密度來確定N2的轉(zhuǎn)化率。某工廠測得反應(yīng)前合成塔中N2和H2混合氣體的密度為0.554g·L-1，從合成塔出來的混合氣體在相同條件下密度為0.693g·L-1(密度均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)，則該合成氨廠N2的轉(zhuǎn)化率_____________。

(1)4/15(2分)；(2)C(2分)；(3)N2+6e-+6H+=2NH3(2分)；(4)25%(3分)


解析:

略

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響．合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2（g）+3H2（g）3NH3（g）△H=-92.2kJ/mol．合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得．我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：催化劑-鐵觸媒，溫度-400～500℃，壓強-30～50MPa．
回答下列問題：
（1）合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是
加壓有利于平衡正向移動，提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
加壓有利于平衡正向移動，提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
．從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是
增加反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間
增加反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間
．
（2）500℃、50MPa時，在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時N2的轉(zhuǎn)化率為x．則K和x的關(guān)系滿足K=
4xV2
27n2(1-x)4
4xV2
27n2(1-x)4
．
（3）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：
物  質(zhì) 燃燒熱（kJ?mol-1）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O（l）時放出44.0kJ熱量．寫出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
．
（4）有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池．請寫出該電池的正極反應(yīng)式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
．

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合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響．合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ?mol-1．合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷或焦炭與水蒸氣反應(yīng)制得．

（1）在一容積固定的密閉容器中注入N2和H2兩種氣體，發(fā)生上述反應(yīng)．在某溫度下達到平衡時，各物質(zhì)的濃度分別是：c（H2）=9.00mol?L-1，c（N2）=3.00mol?L-1，c（NH3）=4.00mol?L-1，此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
7.32×10-3
7.32×10-3
．
（2）在三個相同容器中各充入1mol N2和3mol H2，在不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線如圖所示．下列說法中正確的是
D
D
（填字母，下同）．
A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且p2＞p1
B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且p1＞p2
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對反應(yīng)的影響，且催化劑性能1＞2
（3）乙醇可通過淀粉等生物質(zhì)原料發(fā)酵制得，屬于可再生資源，通過乙醇制取氫氣
具有良好的應(yīng)用前景．已知通過乙醇制取氫氣有如下兩條路線：
a、CH3CH2OH（g）+H2O（g）?4H2（g）+2CO（g）△H=+255.58kJ/mol
b、CH3CH2OH（g）+1/2O2（g）?3H2（g）+2CO（g）△H=+13.76kJ/mol
下列說法錯誤的是：
D
D

A．從原料消耗的角度來看，a路線制氫更有價值
B．從能量消耗的角度來看，b路線制氫更加有利
C．a(chǎn)路線制氫由于要消耗很多能量，所以在實際生產(chǎn)中意義不大
D．降低溫度，可提高b路線中乙醇的轉(zhuǎn)化率．

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合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響．合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2（g）+3H2（g）2（（（NH3（g）△H=-92.2kJ/mol．合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得．

（1）在一容積固定的密閉容器中注入N2和H2兩種氣體，發(fā)生上述反應(yīng)．在某溫度下達到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為c（H2）=9.00mol/L，c（N2）=3.00mol/L，c（NH3）=4.00mol/L，此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
7.32×10-3
7.32×10-3
．
（2）三個相同容器中各充入1molN2和3molH2，在不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)隨時間的變化如圖所示．下列說法正確的是
D
D
（填序號）．
A．圖I可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P2＞P1
B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且P1＞P2
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2
D．圖Ⅱ一定是在同溫同壓下不同催化劑對反應(yīng)的影響，且催化劑效果1＞2
（3）將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水蒸氣，化學(xué)方程式為：C（s）+H2O（g） H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ，△S=+133.7J/K該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)
否
否
（填：能或否）．
（4）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：
物  質(zhì) 燃燒熱（kJ?mol-1）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O（l）時放出44.0kJ熱量．寫出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
．
（5）有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池．請寫出該電池的正極反應(yīng)式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
．

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合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響．合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ?mol-1．合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷或焦炭與水蒸氣反應(yīng)制得．
（1）在一容積固定的密閉容器中注入N2和H2兩種氣體，發(fā)生上述反應(yīng)．在某溫度下達到平衡時，各物質(zhì)的濃度分別是：c（H2）=9.00mol?L-1，c（N2）=3.00mol?L-1，c（NH3）=4.00mol?L-1，此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.0073
0.0073
．
（2）在三個相同容器中各充入1mol N2和3mol H2，在不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線如圖所示．下列說法中正確的是
D
D
（填字母）．
A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且p2＞p1
B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應(yīng)的影響，且p1＞p2
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對反應(yīng)的影響，且催化劑性能1＞2
（3）將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣，化學(xué)方程式為：
C（s）+H2O（g）═H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ?mol-1，△S=+133.7J?K-1?mol-1
該反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進行？
不能
不能
（填“能”或“不能”）．

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合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響．合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2（g）+3H2（g）?3NH3（g），△H=-92.2kJ/mol．合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得．我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：催化劑-鐵觸媒，溫度-400～500℃，壓強-30～50MPa．回答下列問題：
（1）合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是
加壓有利于平衡正向移動，提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
加壓有利于平衡正向移動，提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
．從平衡移動原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是
增加反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間
增加反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間
．
（2）500℃、50MPa時，在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K1，此時N2的轉(zhuǎn)化率為x．則K和x的關(guān)系滿足K=
4xV2
27n2(1-x)4
4xV2
27n2(1-x)4
．若溫度為400℃，平衡常數(shù)為K2，則K1
＜
＜
K2（填“＜”、“=”或“＞”）
（3）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）．部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：
物  質(zhì) 燃燒熱（kJ?mol-1）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O（l）時放出44.0kJ熱量．
①寫出CO燃燒的熱化學(xué)方程式
CO（g）+
1
2
O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ?mol-1
CO（g）+
1
2
O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ?mol-1
．
②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=
-483.6
-483.6
kJ/mol．

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