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     (12分)合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)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。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(guó)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(qiáng)-30~50MPa。回答下列問(wèn)題:

       (1)合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是                       。從平

    衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)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                 。

       (2)500℃、50MPa時(shí),在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后

    測(cè)得平衡常數(shù)為K1,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x。則K1和x的關(guān)系滿足K1           。

    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)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:

    CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);△H kJ·mol-1。

    又已知: H2(g) +1/2 O2(g)== H2O(l);△H1=-285.8kJ/mol

    CO(g) + 1/2 O2(g)=CO2(g);△H2=-283.0kJ/mol

    CH4(g) +2 O2(g)== CO2(g)+ 2H2O(l);△H3=-890.3kJ/mol

    H2O(g)== H2O(l);  △H4=-44.0kJ/mol

    ①寫出H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式                          。

    ②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g); △H=            kJ/mol

     

    【答案】

     

        ⑴ 加壓有利于平衡正向移動(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率              (2分)

        增加反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間                          (2分)

        ⑵                                               (2分)

       ﹤                                                        (2分)

        ⑶  H2(g) +1/2 O2(g)== H2O(g);  △H1=-241.8kJ/mol         (2分)

          +206.1                                                 (2分)

     

    練習(xí)冊(cè)系列答案
    相關(guān)習(xí)題

    科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

    合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)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(guó)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(qiáng)-30~50MPa.
    回答下列問(wèn)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(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
    加壓有利于平衡正向移動(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
    .從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)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(dá)到平衡的時(shí)間
    增加反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間

    (2)500℃、50MPa時(shí),在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)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(shí)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(qǐng)寫出該電池的正極反應(yīng)式
    N2+6e-+8H+=2NH4+
    N2+6e-+8H+=2NH4+

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    科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

    合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)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(dá)到平衡時(shí),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(gè)相同容器中各充入1mol N2和3mol H2,在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示.下列說(shuō)法中正確的是
    D
    D
    (填字母,下同).
    A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p2>p1
    B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p1>p2
    C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)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(duì)反應(yīng)的影響,且催化劑性能1>2
    (3)乙醇可通過(guò)淀粉等生物質(zhì)原料發(fā)酵制得,屬于可再生資源,通過(guò)乙醇制取氫氣
    具有良好的應(yīng)用前景.已知通過(guò)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(shuō)法錯(cuò)誤的是:
    D
    D

    A.從原料消耗的角度來(lái)看,a路線制氫更有價(jià)值
    B.從能量消耗的角度來(lái)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(shí)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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    科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

    合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)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(dá)到平衡時(shí)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(gè)相同容器中各充入1molN2和3molH2,在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖所示.下列說(shuō)法正確的是
    D
    D
    (填序號(hào)).
    A.圖I可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P2>P1
    B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P1>P2
    C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)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(duì)反應(yīng)的影響,且催化劑效果1>2
    (3)將水蒸氣通過(guò)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)
    (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(shí)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(qǐng)寫出該電池的正極反應(yīng)式
    N2+6e-+8H+=2NH4+
    N2+6e-+8H+=2NH4+

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    科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

    合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)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(dá)到平衡時(shí),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(gè)相同容器中各充入1mol N2和3mol H2,在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示.下列說(shuō)法中正確的是
    D
    D
    (填字母).
    A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p2>p1
    B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p1>p2
    C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)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(duì)反應(yīng)的影響,且催化劑性能1>2
    (3)將水蒸氣通過(guò)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(jìn)行?
    不能
    不能
    (填“能”或“不能”).

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    科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

    合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)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(guó)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(qiáng)-30~50MPa.回答下列問(wèn)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(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
    加壓有利于平衡正向移動(dòng),提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
    .從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)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(dá)到平衡的時(shí)間
    增加反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間

    (2)500℃、50MPa時(shí),在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K1,此時(shí)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(shí)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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