问题标题:
农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力.(1)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1.如图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气H2和N2的投料比与平衡时NH3体积分数的关系.
问题描述:
农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力.
(1)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1.如图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气H2和N2的投料比与平衡时NH3体积分数的关系.
①工业上合成氨的温度一般控制在500℃,原因是___.
②根据图1中a点数据计算N2的平衡体积分数为___,此时H2和N2的转化率之比为___.
(2)合成氨工业中,在其他条件相同时,请你画出N2的平衡转化率在不同压强(p1>p2)下随温度变化的曲线图.___
(3)在500℃,反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)中,将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如表所示.
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
N(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
N(NH3)/mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
②该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3浓度均为3mol/L,此时v正___v逆(填“大于”、“小于”或“等于”).
③根据上表中数据得到的“浓度-时间”关系可用如图3中曲线表示,其中表示c(N2)-t的曲线是___(填“甲”、“乙”或“丙”).在此温度下,若起始充入4molN2和12molH2,反应刚达到平衡时,氢气的浓度可用___点表示(从A~G点中选择).
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(I)⇌4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=___.(已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)△H=-571.6kJ•mol-1)
时锐回答:
(1)①氨气的合成是放热的、体积减小的可逆反应,温度高,可以提高反应速率,但平衡逆向移动,同时在该温度下酶的活性最大,所以工业上合成氨的温度一般控制在500℃,原因是该温度下催化剂的活性最好,故答案为:该...
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