(1)向合成塔中按1:4的物质的量之比充入N2、H2进行氨的合成,图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(P)的关系图.
①写出工业上合成氨的化学方程式
②图A中氨气的体积分数为15.00%时,H2的转化率=
③图B中T=500℃,温度为450℃对应的曲线是 (选填字母“a“或“b”),选择的理由是
④由图象知,增大压强可提高原料的利用率,从生产实际考虑增大压强需解决的问题是 (写出一条即可).
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,反应的热化学方程式为:
CH4(g)+H2OCO(g)+3H2(g);△H=+QkJ/mol(Q>0)
(3)一定温度下,在2L容器中发生上述反应,各物质的物质的量变化如下表
时间/min |
CH4(mol) |
H20( mol) |
CO (mol) |
H2 (mol) |
0 |
0.40 |
1.00 |
0 |
0 |
5 |
X1 |
X2 |
X3 |
0.60 |
7 |
Y1 |
Y2 |
0.20 |
Y3 |
10 |
0.21 |
0.81 |
0.19 |
0.62 |
①分析表中数据,判断5〜7min之间反应是否处于平衡状态 (填“是”或“否”),
前5min平均反应速率v(CH4)=
②反应在7~10min之间,CO的物质的量减少的原因可能是 (填字母).
a·减少CH4 b·降低温度c·增大压强d·充入H2
③若保持温度不变,向1L容器中起始充入0.15mol CH4.0.45mol H2O. mol CO、 mol H2 , 达到平衡时CH4的体积百分含量与第一次投料相同.
a.在此温度下,有利于平衡正向移动,可提高氨的产量
b.铁触媒的使用有利于平衡正向移动
c.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制,选择此压强
d.为提高原料的转化率,采用循环操作
①氨水中水的离子积常数的数值是;
②将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后,溶液中离子浓度由大到小依次为.
①t1时生成NH3的物质的量是;用H2表示的化学反应速率υ(H2)=。
②下列各项能表明反应达到化学平衡状态的是。
A.容器中气体的密度保持不变
B.容器中气体的压强不变
C.氨气的含量不变
D.拆开3molH-H键同时形成6molN-H键
A.使用高效催化剂
B.恒温恒容再充入氢气
C.降低反应温度
D.扩大容器体积