國家“十二五規(guī)劃”明確提出了節(jié)能減排的目標(biāo),“節(jié)能減排”的含義就是節(jié)約能源、降低能源消耗、減少污染物排放.合成氨反應(yīng)放出的熱量可用于供暖和發(fā)電,是節(jié)能的有效措施之一.請(qǐng)你結(jié)合學(xué)過的知識(shí)回答下列問題:
(1)向合成塔中按物質(zhì)的量之比1:3充入N
2、H
2進(jìn)行氨的合成,如圖為450℃時(shí)平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)(p)的關(guān)系圖.
①寫出工業(yè)上合成氨的化學(xué)方程式:
.
②如圖中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為25%時(shí),H
2的轉(zhuǎn)化率為
.
③在壓強(qiáng)為30MPa下,若將反應(yīng)體系的溫度升高至500℃,則達(dá)到平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)
35%(填“>”、“<”或“=”).
(2)合成氨所需的氫氣可由甲烷與水反應(yīng)制得,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g);△H>0,一定溫度下,在體積為1L的恒容容器中發(fā)生上述反應(yīng),各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如下表:
時(shí)間/min |
CH4(mol) |
H2O(mol) |
CO(mol) |
H2(mol) |
0 |
0.40 |
1.00 |
0 |
0 |
5 |
0.20 |
0.80 |
0.20 |
a |
7 |
0.20 |
0.80 |
0.20 |
a |
10 |
0.21 |
0.81 |
0.19 |
0.64 |
①上表中a=
;前5min內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速v(CH
4)=
.
②寫出該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式并計(jì)算出結(jié)果
.
③反應(yīng)在7~10min內(nèi),CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是
(填字母).
A.減少CH
4的物質(zhì)的量 B.降低溫度
C.升高溫度 D.充入H
2.