(3分)氨在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，請參與下列探究。

(1)生產(chǎn)氫氣：將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣。

C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)表    ΔH＝＋131.3 kJ，ΔS＝＋133.7 J/K

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)反應(yīng)__________(填“能”或“否”)。

(2)已知在400℃時，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K′＝0.5。

①2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K＝__________(填數(shù)值)。

②400℃時，在0.5 L的反應(yīng)容器中進行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2 mol、1 mol、2 mol，則此時反應(yīng)v(N2)正__________v(N2)逆(填“＞”、“＜”、“＝”或“不確定”)。

 

【答案】

（每空1分，共3分） (1)否；（2）2   （3）＝

【解析】（1）根據(jù)△G＝△H－T·△S可知，當ΔH＝＋131.3 kJ，ΔS＝＋133.7 J/K時，要使反應(yīng)自發(fā)進行，則應(yīng)該是在高溫下。

（2）①逆反應(yīng)的平衡常數(shù)時正反應(yīng)平衡常數(shù)的倒數(shù)，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)是1/0.5÷2。

②根據(jù)題意可知，此時N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度分別是（mol/L）4、2、4，所以此時，所以該反應(yīng)恰好是平衡狀態(tài)，即正逆反應(yīng)速率相等。

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

氨在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，2008年，我國氨產(chǎn)量接近500萬噸．下圖是合成氨的簡要流程．

（1）下表是空氣中部分氣體的沸點．將空氣液化加熱分餾，依據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，最先氣化得到的氣體是
氦氣
氦氣
．
氣體名稱 氨氣 氧氣 氦氣 氖氣 氬氣 氪氣 氚氣
沸點/℃ -196 -183 -269 -264 -186 -153 -108
（2）天然氣、重油、煤都可以與水反應(yīng)制得氫氣．下表是某合成氨廠采用不同原料的相對投資和能量消耗．
原料 天然氣 重油 煤
相對投資費用 1.0 1.5 2.0
能量消耗/J?t-1 28×109 38×109 48×109
①依據(jù)上表信息，你認為采用
天然氣
天然氣
為原料最好．
②請寫出甲烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳的化學方程式：
CH4+H2O
 催化劑 
.
高溫
CO+3H2
CH4+H2O
 催化劑 
.
高溫
CO+3H2
．
③已知C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃燒的熱化學方程式分別為：
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ?mol-1；
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ?mol-1；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ?mol-1；
試寫出由C于水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成氫氣與一氧化碳的熱化學方程式
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131kJ?mol-1
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131kJ?mol-1
．
（3）下表是在某種催化劑作用下用體積比為1：3的氮、氫混合氣反應(yīng)應(yīng)達到平衡時的一些實驗數(shù)據(jù)．
NH3含量%
壓強/MPa


溫度/℃		 0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
①依據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷，合成氨反應(yīng)N2+3H22NH3的△H
＜
＜
（填“＞”、“＜”或“無法判斷”）0，請簡要說明理由
相同條件下，升高溫度，NH3含量減小，平衡左移，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱
相同條件下，升高溫度，NH3含量減小，平衡左移，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱
；
②該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式為
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
．
③在300℃、10MPa下，合成氨反應(yīng)達到平衡時，混合氣體的體積是反應(yīng)開始時的
0.66
0.66
倍．

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科目：高中化學 來源： 題型：

   【化學――選修化學與技術(shù)】(15分）

氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位，下圖是合成氨的簡要流程：

I.原料氣的制備：

(1) 合成氨所需氮氣來自空氣，方法之一是將空氣液化后再加熱分館；請另設(shè)計一種從空氣中分離出氮氣的方法：_________________________________________________________；

(2) 請寫出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法（用化學方程式表示）____________

II.原料氣的凈化：、

為防止催化劑“中毒”，原料氣在進人壓縮機之前必須經(jīng)過凈化、精制處理，“精制”過程通常是將含有少量CO、CO2、O2和H2S等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨水的醋酸亞銅二氨（)溶液，以獲得純凈原料氣。其中，吸收CO的反應(yīng)為：

(3) 為提髙CO吸收率，可采取的有效措施是__________________

(4) 除去氧氣時，氧氣將氧化為，則反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是____________；

III.氨的合成：

(5)據(jù)報道，科學家采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實現(xiàn)了髙溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學合成氨。其實驗裝置如圖。請寫出鈀電極A上的電極反應(yīng)式________________________

 

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科目：高中化學 來源：2012屆河北省保定市高三上學期期末調(diào)研考試理科綜合化學試卷（解析版） 題型：填空題

 【化學――選修化學與技術(shù)】(15分）
氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位，下圖是合成氨的簡要流程：

I.原料氣的制備：
(1) 合成氨所需氮氣來自空氣，方法之一是將空氣液化后再加熱分館；請另設(shè)計一種從空氣中分離出氮氣的方法：_________________________________________________________；
(2) 請寫出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法（用化學方程式表示）____________
II.原料氣的凈化：、
為防止催化劑“中毒”，原料氣在進人壓縮機之前必須經(jīng)過凈化、精制處理，“精制”過程通常是將含有少量CO、CO2、O2和H2S等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨水的醋酸亞銅二氨（)溶液，以獲得純凈原料氣。其中，吸收CO的反應(yīng)為：

(3) 為提髙CO吸收率，可采取的有效措施是__________________
(4) 除去氧氣時，氧氣將氧化為，則反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是____________；

III.氨的合成：
(5)據(jù)報道，科學家采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實現(xiàn)了髙溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學合成氨。其實驗裝置如圖。請寫出鈀電極A上的電極反應(yīng)式________________________

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科目：高中化學 來源：2014屆江蘇泰州二中高二上學期期中考試化學（選修）試卷（解析版） 題型：填空題

(12分)氨在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，請參與下列探究。

（1）生產(chǎn)氫氣：將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣。

C(s) + H2O(g)H2(g) + CO(g)，  ΔH = +131.3 kJ·mol－1，ΔS = +133.7 J·mol－1·K－1

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)進行        （填：“能”或“否”）。

（2）已知在400℃時，N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g)的K=0.5,

①2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=       （填數(shù)值）。

②400℃時，在0.5L的反應(yīng)容器中進行合成氨反應(yīng)，一段時間后，測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應(yīng)v(N2)正        v(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能確定）

（3）在三個相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同條件下反應(yīng)并達到平衡，氨的體積分數(shù)隨時間變化曲線如下圖。下列說法正確的是        （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，催化劑性能，1＞2

 

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科目：高中化學 來源：2011-2012學年河北省保定市高三上學期期末調(diào)研考試理科綜合化學試卷（解析版） 題型：填空題

   【化學――選修化學與技術(shù)】(15分）

氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位，下圖是合成氨的簡要流程：

I.原料氣的制備：

(1) 合成氨所需氮氣來自空氣，方法之一是將空氣液化后再加熱分館；請另設(shè)計一種從空氣中分離出氮氣的方法：_________________________________________________________；

(2) 請寫出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法（用化學方程式表示）____________

II.原料氣的凈化：、

為防止催化劑“中毒”，原料氣在進人壓縮機之前必須經(jīng)過凈化、精制處理，“精制”過程通常是將含有少量CO、CO2、O2和H2S等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨水的醋酸亞銅二氨（)溶液，以獲得純凈原料氣。其中，吸收CO的反應(yīng)為：

(3) 為提髙CO吸收率，可采取的有效措施是__________________

(4) 除去氧氣時，氧氣將氧化為，則反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是____________；

III.氨的合成：

(5)據(jù)報道，科學家采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實現(xiàn)了髙溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學合成氨。其實驗裝置如圖。請寫出鈀電極A上的電極反應(yīng)式________________________

 

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