合成氨對化學(xué)工業(yè)和國防工業(yè)具有重要意義.
(1)向合成塔中按1:4的物質(zhì)的量之比充入N
2、H
2進行氨的合成,圖A為T
0C時平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與壓強(P)的關(guān)系圖.
①寫出工業(yè)上合成氨的化學(xué)方程式
.
②圖A中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為15.00%時,H
2的轉(zhuǎn)化率=
24.45%
24.45%
.
③圖B中T=500°C,溫度為450
0C對應(yīng)的曲線是
b
b
(選填字母“a“或“b”),選擇的理由是
合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,其他條件不變,降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動
合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,其他條件不變,降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動
④由圖象知,增大壓強可提高原料的利用率,從生產(chǎn)實際考慮增大壓強需解決的問題是
研制耐壓設(shè)備(或增大壓強的動力、材料的強度等其他合理答案)
研制耐壓設(shè)備(或增大壓強的動力、材料的強度等其他合理答案)
(寫出一條即可).
(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
CO(g)+3H
2(g);△H=+QkJ/mol(Q>0)
(3)一定溫度下,在2L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
時間/min |
CH4(mol) |
H20( mol) |
CO (mol) |
H2 (mol) |
0 |
0.40 |
1.00 |
0 |
0 |
5 |
X1 |
X2 |
X3 |
0.60 |
7 |
Y1 |
Y2 |
0.20 |
Y3 |
10 |
0.21 |
0.81 |
0.19 |
0.62 |
①分析表中數(shù)據(jù),判斷5?7min之間反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)
是
是
(填“是”或“否”),
前5min平均反應(yīng)速率v(CH
4)=
0.02mol?min-1
0.02mol?min-1
.
②反應(yīng)在7~10min之間,CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是
d
d
(填字母).
a?減少CH
4 b?降低溫度c?增大壓強d?充入H
2③若保持溫度不變,向1L容器中起始充入0.15mol CH
4.0.45mol H
2O.
0.05
0.05
mol CO、
0.15
0.15
mol H
2,達到平衡時CH
4的體積百分含量與第一次投料相同.