题目
题型:不详难度:来源:
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3NH3(g)△H=-92.2kJ/mol.合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa.
回答下列问题:
(1)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是______.从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是______.
(2)500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x.则K和x的关系满足K=______.
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质 | 燃烧热(kJ•mol-1) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
H2(g) | -285.8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
CO(g) | -283.0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
CH4(g) | -890.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
(1)合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)![]() 2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,反应物气体的化学计量数大于生成物气体的化学计量数,则加压有利于平衡正向移动,提高原料气的转化率,升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动,但能增大反应速率,缩短达到平衡的时间. 故答案为:加压有利于平衡正向移动,提高原料气的转化率;增加反应速率,缩短达到平衡的时间; (2)N2(g)+3H2(g) ![]() 2NH3(g) 起始:
转化:
平衡:
k=
故答案为:
(3)已知:①H2(g)+
②CO(g)+
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l))△H=-890.3kJ•mol-1, ④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1, 利用盖斯定律将④+③-②-3×①可得:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=(-44.0kJ•mol-1)+(-890.3kJ•mol-1)-(-283.0kJ•mol-1)-3×(-285.8kJ•mol-1)=+206.1 kJ•mol-1, 故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ•mol-1; (4)N2在正极发生还原反应生成NH4+,电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+,故答案为:N2+6e-+8H+=2NH4+. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇: ①2CO2(g)+6H2(g)
②2CO(g)+4H2(g)
(1)写出反应①的平衡常数表达式K=______. (2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是______;以CO2为原料合成乙醇的优点是______(写出一条即可). (3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表.分析表中数据回答下列问题:
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