合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義. 合成塔中發(fā)生反應(yīng)為:
N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)△H<0
(1)工業(yè)生產(chǎn)時,制取氫氣的一個反應(yīng)為:CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)△H>0
①t℃時,往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣.反應(yīng)建立平衡后,體系中c(H
2)=0.12mol?L
-1.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1
.
②保持溫度不變,向上述平衡體系中再加入0.1mol CO,當(dāng)反應(yīng)重新建立平衡時,水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率α (H
2O)
50%
50%
.
(2)下表為不同溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù).由表可推知T
1<
<
573K(填“>”、“<”或“=”).
T/K |
T1 |
573 |
T2 |
K |
1.00×107 |
2.45×105 |
1.88×103 |
(3)673K,30MPa下n(NH
3) 和n(H
2) 隨時間變化的關(guān)系如圖所示依據(jù)上圖,下列有關(guān)敘述正確的是(填寫序號)
ACD
ACD
.
A.c點表示n(NH
3)和n (H
2)相等
B.c點表示NH
3生成速率與NH
3分解速率相同
C.e點和d點時反應(yīng)的平衡常數(shù)相同
D.c點時正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
(4)用NO
2溶于水制硝酸:3NO
2+H
2O?2HNO
3+NO.從生產(chǎn)流程看,吸收塔中需要補充空氣,其原因用化學(xué)平衡移動的理論進行解釋是
充入空氣,NO轉(zhuǎn)化為NO2,降低NO的濃度,增大NO2的濃度,平衡向正反應(yīng)移動,有利于提高原料利用率
充入空氣,NO轉(zhuǎn)化為NO2,降低NO的濃度,增大NO2的濃度,平衡向正反應(yīng)移動,有利于提高原料利用率
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(5)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經(jīng)處理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氧化物還原為氮氣和水,其反應(yīng)機理為:
CH
4(g)+4NO
2(g)=4NO(g)+CO
2(g)+2H
2O(g);△H=-574kJ?mol
-1CH
4(g)+4NO(g)=2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g);△H=-1160kJ?mol
-1則甲烷直接將NO
2還原為N
2的熱化學(xué)方程式為:
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ/mol
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ/mol
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