Question

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。合成塔中发生反应为N₂ (g) +3H₂(g)2NH₃(g)
△H<0。
(1)工业生产时，制取氢气的一个反应为CO(g)+H₂O(g)CO₂(g) +H₂(g) △H>0。
①T℃时，向1 L密闭容器中充入0.2 mol CO和0.3mol水蒸气，达到平衡后，体系中c(H₂)=0.12 mol·L^-1。该温度下此反应的平衡常数K=____。
②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1 mol CO，当重新建立平衡时，水蒸气的总转化率α(H₂O)= ________。
(2)下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由表可推知T₁____573 K(填“>”、“<”或“=”)。

(3)673 K、30 MPa下，n(NH₃)和n(H₂)随时间变化的关系如下图所示，下列有关叙述正确的是___（填序号）。

A．c点表示n( NH₃)和n(H₂)相等
B．c点表示NH₃生成的速率与NH₃分解的速率相同
C．在e点和d点时，反应的平衡常数相等
D．c点时正反应速率大于逆反应速率
(4)工业上利用NH₃制硝酸的过程中有反应：3NO₂ +H₂O==2HNO₃ +NO，从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，试分析其原因：___ 。
(5)硝酸厂的尾气中含有氮氧化物，不经处理直接排放会污染空气。目前科学家探索利用气体燃料中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为
CH₄(g)+4NO₂(g)==4NO(g)+CO₂(g) +2H₂O(g) △H=-574 kJ·mol^-1
CH₄(g)+4NO(g)==2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=-1 160 kJ·mol^-1 则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为___。

Answer 1

(1)①1； ②50%
(2)<
(3) ACD
(4)充入空气，NO转化为NO₂，NO₂继续与水反应生成HNO₃，有利于提高原料利用率
(5) CH₄(g)+2NO₂(g)==CO₂(g)+2H₂O(g)+N₂(g) △H= -867 kJ·mol^-1