合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破.合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H 2(g)==2NH3(g).一定条件下,在容积固定的密闭容器中反应达平衡后,请回答
(1)若增大N2 的浓度,则化学反应速率_______(填“增大”或“减小”),化学平衡______(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动.
(2)若加入适当的催化剂,则化学反应速率_______(填“增大”或“减小”),化学平衡_____(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动.
(3)若增大NH3 的浓度,则化学反应速率_______(填“增大”或“减小”),化学平衡_______(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动.
高二化学填空题中等难度题
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破.合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H 2(g)==2NH3(g).一定条件下,在容积固定的密闭容器中反应达平衡后,请回答
(1)若增大N2 的浓度,则化学反应速率_______(填“增大”或“减小”),化学平衡______(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动.
(2)若加入适当的催化剂,则化学反应速率_______(填“增大”或“减小”),化学平衡_____(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动.
(3)若增大NH3 的浓度,则化学反应速率_______(填“增大”或“减小”),化学平衡_______(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动.
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,2018年是合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)获得诺贝尔奖100周年
(1)合成氨反应是一个可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),已知298K时:ΔH=-92.2kJ/mol,ΔS=-198.2J/(K·mol),则根据正反应的焓变和熵变分析,常温下合成氨反应____(填“能”或“不能”)自发进行。实验研究表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式如下,v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3),k为速率常数,请根据该关系式分析,如果想增大合成氨反应的速率,从浓度的角度可以采用的措施为________。根据合成氨反应的特点,请再说出一项能够提高合成氨反应速率的措施_________。
(2)研究表明,在Fe催化剂作用下合成氨的反应历程为(*表示吸附态):
化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;
表面反应:N*+H*NH*;NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*
脱 附:NH3*NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应速率慢,解决了合成氨的整体反应速率。
实际生产中,合成氨常用工艺条件:Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0×107Pa,原料中N2和H2物质的量之比为1:2.8。请回答:
①分析说明原料中N2过量的理由____________。
②近年来,中国科学院大连化学物理研究所陈平研究团队经过近二十年的积累,先后在催化剂分解、催化氨合成、化学链合成氨等方面取得重要进展。关于合成氨工艺的下列理解,正确的是______。
A.人们对合成氨研究的重要目的之一是要实现氨的低温高效合成
B.控制温度(773K)远于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C.陈平团队首次报道了具有优异低温活性的LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,它可以大大提高反应的平衡转化率
D.N2的吸附分解反应活化能高,是合成氨反应条件苛刻的重要原因
E.陈平团队构建了一条基于可再生能源的化学链合成氨工艺流程,可以显著提高能效
(3)若N2和H2生成NH3的反应为:N2(g)+H2(g)NH3(g),的标准平衡常数,其中为标准大气压(1×105Pa),、和为各组分的平衡分压,如P(NH3)=x(NH3) P,P为平衡总压,x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为,则_________(用含的最简式表示)
②根据合成氨反应的特点,标准平衡常数随温度T升高而逐渐______(填“增大”或“减小”)。
(4)希腊两位科学家曾经采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶体薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)。钯电极A为______极(填“阴”或“阳”),该极上的电极反应式是___________。
高二化学综合题困难题查看答案及解析
合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。已知25℃时,合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol。请回答下列问题:
(1)保持容器温度不变,缩小容器体积,化学反应速率_______(填“增大”或“减小”)。
(2)25℃时,取一定量的N2和H2于2 L的密闭容器中在催化剂存在下进行反应达到平衡,若增大N2的浓度,则H2的转化率____(填“增大”或“减小”);若反应达到平衡时放出的热量是92.4 kJ,则生成的NH3为______________mol。
(3)恒温恒容条件下,上述反应达到化学平衡状态的标志是________(填字母代号)。
A. N2、H2、NH3的浓度相等
B.容器内压强不再变化
C.单位时间内消耗a mol N2,同时生成2a mol NH3
(4)上述反应平衡常数的表达式为K=________。
高二化学填空题简单题查看答案及解析
(8分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
(1)T℃时在2L的密闭容器中,N2、H2混合气体充分反应5min后放出热量46.2 kJ,用H2表示的平均速率为 。
(2)合成氨厂可用反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)获得H2,已知该反应的平衡常数随温度的变化如下表,试回答下列问题:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
①在800℃发生上述反应,向恒容反应器投入CO2、H2、CO、H2O的物质的量分别为:1 mol、1 mol、2 mol、2 mol,此时该反应由 反应方向开始建立平衡。(选填“正”或“逆”)。
②在500℃时进行上述反应,若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下,CO的最大转化率为 。
③在其他条件不变的前提下,下列措施一定可以提高H2的百分含量的有___________;
a.增加CO的用量 b.增加H2O(g)的用量
c.增大压强 d.降低温度
高二化学填空题极难题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) △H = -92.4 kJ·mol-1 , 一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式 。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
① CH4 (g) + H2O (g) CO (g) + 3H2 (g) △H = +206.4 kJ·mol-1
② CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) △H = -41.2 kJ·mol-1
写出氢气和二氧化碳气体反应生成甲烷和水蒸气的热化学方程式 。
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是 。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂 d.降低压强
(3)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号) 。
(4)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。若保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应(0~70s)的进程曲线。
(5)25℃时,向a mol NH4NO3固体中滴加b L氨水后溶液恰好呈中性,所滴加氨水的浓度为 mol·L-1(25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5)
高二化学实验题中等难度题查看答案及解析
(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 。升高平衡体系的温度(保持体积不变), 混合气体的平均相对分子质量 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:___________________________。
(3)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是_____。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若a mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应,得到1.14a mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为_____________。上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)__________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:_____________________________________。
高二化学填空题困难题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 。升高平衡体系的温度(保持体积不变),该反应 (填“逆向移动”正向移动”或“不移动”) 。
(2)氨水、氯水中均存在多种微粒和多个平衡,请写出氯水中存在的一个化学平衡反应的离子方程式 。
(3)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是___________。
a.升高温度 b.增大压强
c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若2 mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应,得到2.28mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为_____________。
高二化学填空题困难题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 。升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量 (填“变大”、“变小”或“不变”) 。
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: _________________。
(3)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若a mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应,得到1.14a mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________________。
上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)______。
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: 。
高二化学简答题极难题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:___________________________。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________________。
(3)如图表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:________________。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1。一种工业合成氨的简式流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:____________________________。
(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是_________。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为________。
(3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:_________。
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。_____
(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:______________________________________。
高二化学简答题困难题查看答案及解析