Question

（18分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。工业上以天然气为原料合成氨。其生产工艺如下：造气阶段→转化阶段→分离净化→合成阶段

（1）造气阶段的反应为：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.1 kJ/mol

①在一密闭容器中进行上述反应，测得 CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如下图1所示。反应中处于平衡状态的时间为 、 ；10 min时，改变的外界条件可能是 。

②如图2所示，在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O。在相同温度下发生反应，并维持反应过程中温度不变。则达到平衡时，两容器中CH4的转化率大小关系为：α甲(CH4) α乙(CH4)；

（2）转化阶段发生的可逆反应为： CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

一定温度下，反应的平衡常数为K＝1。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO	H2O	CO2	H2
0.5 mol	8.5 mol	2.0 mol	2.0 mol

此时反应中正、逆反应速率的关系式是 （填序号）。

a．v(正)＞v(逆) b．v(正)＜v(逆) c．v(正)＝v(逆) d．无法判断

（3）合成氨反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H=－92.4kJ•mol ?1

①依据温度对合成氨反应的影响，在下图坐标系中，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。

②根据勒夏特列原理，简述提高合成氨原料转化率的一种方法 。

（4）工业合成氨的热化学方程式为

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。

在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10 L。求：

①该条件下的平衡常数为_________；

②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

Answer 1