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合成氨工業(yè)用氫氣和氮氣在催化劑作用下直接合成.右表表示在一定溫度和壓強下達到動態(tài)平衡時氨的體積分數(shù). 其中∶=1∶3.如圖所示裝置是一透熱性很好的堅固容器.活塞C可左右移動.其總體積為44.8L.現(xiàn)將400℃.300大氣壓的H233.6L和400℃.300大氣壓的N211.2L充入容器中.當(dāng)兩者反應(yīng)達到動態(tài)平衡時.若保持混合氣體的壓強仍為400℃.300大氣壓.求: (1)容器是向外界放熱.還是吸熱? (2)充入的N2的物質(zhì)的量是多少?充入的H2轉(zhuǎn)化率是多少? (3)活塞C要向左側(cè)移動的距離與容器全長之比是多大? 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

氫氣和氨氣都屬于無碳清潔能源.
(1)鎳氫堿性充電電池被譽為“綠色化學(xué)電源”,放、充電時的反應(yīng):2NiOOH+H2
充電
放電
2Ni(OH)2.放電時,正極的電極反應(yīng)式為
NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
,充電時,該電極應(yīng)與電源的
(填“正”或“負”)極相連.
(2)氨在空氣中燃燒,生成水和氮氣.已知:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-572kJ?mol-1
則氨在空氣中燃燒生成液態(tài)水和氮氣時的熱化學(xué)方程為:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l);△H=-1531.2kJ?mol-1
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l);△H=-1531.2kJ?mol-1

(3)研究表明工業(yè)上合成氨反應(yīng) (N2+3H2
催化劑
.
高溫高壓
2NH3) 在25℃、400℃的平衡常數(shù)分別為5×105和200.
①合成氨是
放熱
放熱
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
②合成氨選擇400~500℃的原因是:
加快反應(yīng)速率,催化劑活性最大
加快反應(yīng)速率,催化劑活性最大

③在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下表中為各物質(zhì)在不同時刻的濃度.
時間/min c(N2)/mol?L-1 c(H2)/mol?L-1 c(NH3)/mol?L-1
0 0.6 1.8 0
5 0.48 X 0.24
10 0.26 0.78 0.68
0~5min,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.072mol/L.min
0.072mol/L.min
.反應(yīng)在5分鐘時,條件發(fā)生了改變,改變的條件可能是
a
a
(填序號).
a.使用催化劑       b.降低溫度       c.增加氫氣的濃度        d.分離出NH3
(4)在-50℃時,液氨中存在電離平衡NH3(l)?NH4++NH2-,離子積常數(shù)
K=c(NH4+)?c(NH2-).若一定條件下,平衡時c(NH2-)=1×10-15mol?L-1,
下列說法正確的是:
a.在液氨中加入NaNH2,液氨的離子積常數(shù)增大
b.此溫度下液氨的離子積常數(shù)為1×10-30
c.液氨在-50℃的電離程度比常溫下純水的大.

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合成氨的流程示意圖如下:

回答下列問題:
(1)工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的,通常使用的兩種分離方法是____________、____________;氫氣的來源是水和碳氫化合物,寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)方程式________________________,__________________________。
(2)設(shè)備A中含有電加熱器,觸媒和熱交換器,設(shè)備A的名稱是________,其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________。
(3)設(shè)備B的名稱為________,其中m和n是兩個通水口,入水口是________(填“m”或“n”)。不宜從相反方向通水的原因是________________________________________。
(4)設(shè)備C的作用是____________________________________________。
(5)在原料氣制備過程中混有的CO對催化劑有毒害作用,欲除去原料氣中的CO,可通過如下反應(yīng)來實現(xiàn):
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
已知1 000 K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627,若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%,則起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于________。

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合成氨的流程示意圖如下:

 

回答下列問題:

(1)工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的,通常使用的兩種分離方法是________________________;氫氣的來源是水和碳氫化合物,寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)方程式________________________,__________________________。

(2)設(shè)備A中含有電加熱器,觸媒和熱交換器,設(shè)備A的名稱是________,其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________。

(3)設(shè)備B的名稱為________,其中mn是兩個通水口,入水口是________(“m”“n”)。不宜從相反方向通水的原因是________________________________________。

(4)設(shè)備C的作用是____________________________________________。

(5)在原料氣制備過程中混有的CO對催化劑有毒害作用,欲除去原料氣中的CO,可通過如下反應(yīng)來實現(xiàn):

CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)

已知1 000 K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.627,若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%,則起始物中c(H2O)c(CO)不低于________。

 

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合成氨尿素工業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如下圖所示.

(1)天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)生成H2和CO的化學(xué)方程式為______.
(2)在合成氨生產(chǎn)中,將生成的氨及時從反應(yīng)后的氣體中分離出來.運用化學(xué)平衡的知識分析這樣做的是否有利于氨的合成,說明理由:______.
(3)如圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下,初始時氮氣、氫氣的體積比為1:3時,平衡混合物中氨的體積分數(shù).

①若分別用υA(NH3)和υB(NH3) 表示從反應(yīng)開始至達平衡狀態(tài)A、B時的化學(xué)反應(yīng)速率,則υA(NH3)______υB(NH3)(填“>”、“<”或“=”).
②在相同溫度、當(dāng)壓強由p1變?yōu)閜3時,合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)______.(填“變大”、“變小”或“不變”).
③在250℃、1.0×104kPa下,H2的轉(zhuǎn)化率為______%(計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位).
(4)NH3(g) 與CO2(g) 經(jīng)過兩步反應(yīng)生成尿素,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

NH3(g) 與CO2(g) 反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為______.
(5)運輸氨時,不能使用銅及其合金制造的管道閥門.因為,在潮濕的環(huán)境中,金屬銅在有NH3存在時能被空氣中的O2氧化,生成Cu(NH342+,該反應(yīng)的離子方程式為______.

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合成氨尿素工業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如下圖所示.

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(1)天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)生成H2和CO的化學(xué)方程式為______.
(2)在合成氨生產(chǎn)中,將生成的氨及時從反應(yīng)后的氣體中分離出來.運用化學(xué)平衡的知識分析這樣做的是否有利于氨的合成,說明理由:______.
(3)如圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下,初始時氮氣、氫氣的體積比為1:3時,平衡混合物中氨的體積分數(shù).

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①若分別用υA(NH3)和υB(NH3) 表示從反應(yīng)開始至達平衡狀態(tài)A、B時的化學(xué)反應(yīng)速率,則υA(NH3)______υB(NH3)(填“>”、“<”或“=”).
②在相同溫度、當(dāng)壓強由p1變?yōu)閜3時,合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)______.(填“變大”、“變小”或“不變”).
③在250℃、1.0×104kPa下,H2的轉(zhuǎn)化率為______%(計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位).
(4)NH3(g) 與CO2(g) 經(jīng)過兩步反應(yīng)生成尿素,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

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NH3(g) 與CO2(g) 反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為______.
(5)運輸氨時,不能使用銅及其合金制造的管道閥門.因為,在潮濕的環(huán)境中,金屬銅在有NH3存在時能被空氣中的O2氧化,生成Cu(NH342+,該反應(yīng)的離子方程式為______.

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