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(3分)氨在国民经济中占有重要的地位,请参与下列探究。

(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。

C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)表    ΔH=+131.3 kJ,ΔS=+133.7 J/K

该反应在低温下能否自发反应__________(填“能”或“否”)。

(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K′=0.5。

①2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K=__________(填数值)。

②400℃时,在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol,则此时反应v(N2)__________v(N2)(填“>”、“<”、“=”或“不确定”)。

 

【答案】

(每空1分,共3分) (1)否;(2)2   (3)=

【解析】(1)根据△G=△H-T·△S可知,当ΔH=+131.3 kJ,ΔS=+133.7 J/K时,要使反应自发进行,则应该是在高温下。

(2)①逆反应的平衡常数时正反应平衡常数的倒数,所以该反应的平衡常数是1/0.5÷2。

②根据题意可知,此时N2、H2、NH3的物质的量浓度分别是(mol/L)4、2、4,所以此时,所以该反应恰好是平衡状态,即正逆反应速率相等。

 

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨.下图是合成氨的简要流程.

(1)下表是空气中部分气体的沸点.将空气液化加热分馏,依据下表数据判断,最先气化得到的气体是
氦气
氦气

气体名称 氨气 氧气 氦气 氖气 氩气 氪气 氚气
沸点/℃ -196 -183 -269 -264 -186 -153 -108
(2)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气.下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗.
原料 天然气 重油
相对投资费用 1.0 1.5 2.0
能量消耗/J?t-1 28×109 38×109 48×109
①依据上表信息,你认为采用
天然气
天然气
为原料最好.
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式:
CH4+H2O
 催化剂 
.
高温
CO+3H2
CH4+H2O
 催化剂 
.
高温
CO+3H2

③已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ?mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ?mol-1
试写出由C于水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1

(3)下表是在某种催化剂作用下用体积比为1:3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据.
NH3含量%
压强/MPa


温度/℃
0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
①依据表中数据判断,合成氨反应N2+3H22NH3的△H
(填“>”、“<”或“无法判断”)0,请简要说明理由
相同条件下,升高温度,NH3含量减小,平衡左移,逆反应吸热,正反应放热
相同条件下,升高温度,NH3含量减小,平衡左移,逆反应吸热,正反应放热

②该反应的化学平衡常数表达式为
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)

③在300℃、10MPa下,合成氨反应达到平衡时,混合气体的体积是反应开始时的
0.66
0.66
倍.

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科目:高中化学 来源: 题型:

   【化学――选修化学与技术】(15分)

氨在国民经济中占有重要地位,下图是合成氨的简要流程:

I.原料气的制备:

(1) 合成氨所需氮气来自空气,方法之一是将空气液化后再加热分馆;请另设计一种从空气中分离出氮气的方法:_________________________________________________________;

(2) 请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)____________

II.原料气的净化:、

为防止催化剂“中毒”,原料气在进人压缩机之前必须经过净化、精制处理,“精制”过程通常是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨()溶液,以获得纯净原料气。其中,吸收CO的反应为:

(3) 为提髙CO吸收率,可采取的有效措施是__________________

(4) 除去氧气时,氧气将氧化为,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是____________;

III.氨的合成:

(5)据报道,科学家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薄膜做电极,实现了髙温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如图。请写出钯电极A上的电极反应式________________________

 

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科目:高中化学 来源:2012届河北省保定市高三上学期期末调研考试理科综合化学试卷(解析版) 题型:填空题

 【化学――选修化学与技术】(15分)
氨在国民经济中占有重要地位,下图是合成氨的简要流程:

I.原料气的制备:
(1) 合成氨所需氮气来自空气,方法之一是将空气液化后再加热分馆;请另设计一种从空气中分离出氮气的方法:_________________________________________________________;
(2) 请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)____________
II.原料气的净化:、
为防止催化剂“中毒”,原料气在进人压缩机之前必须经过净化、精制处理,“精制”过程通常是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨()溶液,以获得纯净原料气。其中,吸收CO的反应为:

(3) 为提髙CO吸收率,可采取的有效措施是__________________
(4) 除去氧气时,氧气将氧化为,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是____________;

III.氨的合成:
(5)据报道,科学家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薄膜做电极,实现了髙温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如图。请写出钯电极A上的电极反应式________________________

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科目:高中化学 来源:2014届江苏泰州二中高二上学期期中考试化学(选修)试卷(解析版) 题型:填空题

(12分)氨在国民经济中占有重要的地位,请参与下列探究。

(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。

C(s) + H2O(g)H2(g) + CO(g),  ΔH = +131.3 kJ·mol1,ΔS = +133.7 J·mol1·K1

该反应在低温下能否自发进行        (填:“能”或“否”)。

(2)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g)的K=0.5,

①2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=       (填数值)。

②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)        v(N2)(填:>、<、=、不能确定)

(3)在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是        (填字母) 。

A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1

B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2

C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2

D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能,1>2

 

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年河北省保定市高三上学期期末调研考试理科综合化学试卷(解析版) 题型:填空题

   【化学――选修化学与技术】(15分)

氨在国民经济中占有重要地位,下图是合成氨的简要流程:

I.原料气的制备:

(1) 合成氨所需氮气来自空气,方法之一是将空气液化后再加热分馆;请另设计一种从空气中分离出氮气的方法:_________________________________________________________;

(2) 请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)____________

II.原料气的净化:、

为防止催化剂“中毒”,原料气在进人压缩机之前必须经过净化、精制处理,“精制”过程通常是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨()溶液,以获得纯净原料气。其中,吸收CO的反应为:

(3) 为提髙CO吸收率,可采取的有效措施是__________________

(4) 除去氧气时,氧气将氧化为,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是____________;

III.氨的合成:

(5)据报道,科学家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薄膜做电极,实现了髙温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如图。请写出钯电极A上的电极反应式________________________

 

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