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题目
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合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义.
(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T0C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(P)的关系图.

魔方格

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°C,温度为4500C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)+H2O
魔方格
CO(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
答案
核心考点
试题【合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义.(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T0C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(P)的】;主要考察你对工业合成氨等知识点的理解。[详细]
举一反三
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时间/minCH4(mol)H20( mol)CO (mol)H2 (mol)
00.401.0000
5X1X2X30.60
7Y1Y20.20Y3
100.210.810.190.62
(1)①工业上利用氮气和氢气来合成氨,原理方程式为:N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3,故答案为:N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3
②设N2的转化率为x,则N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3
初始物质的量:1    4            0
变化的物质的量:x     3x          2x 
平衡时的物质的量:1-x   4-3x         2x
氨气的体积分数为15.00%时,则
2x
2x+1-x+4-3x
=15%
解得x=0.33(mol),所以氢气的转化率=
0.33×3
4
×100%≈24.45%,故答案为:24.45%;
③对于反应N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3,当温度降低时,化学平衡向放热反应方向移动,所以氨气的体积分数增大,对应的曲线是b,
故答案为:b;合成氨的正反应是放热反应,根据勒夏特列原理,其他条件不变,降低温度,化学平衡向放热反应方向移动;
④增大压强可提高原料的利用率,但是设备的耐压程度是有限的,从生产实际考虑增大压强可以研制耐压设备或增大压强的动力、材料的强度等,
故答案为:研制耐压设备(或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案);
(2)①根据一氧化碳和氢气的物质的量的变化情况可以判断,5〜7min之间反应是处于平衡状态,前5min平均反应速率v(CH4)=
△c
△t
=
0.4mol-0.2mol
2L
5min
=0.02mol•min-1
故答案为:是;0.02mol•min-1
②反应在7~10min之间,CO的物质的量减少,加入氢气能让平衡逆向移动,减少一氧化碳的浓度,故答案为:d;
③若保持温度不变,向1L容器中起始充入0.15molCH4、0.45molH2O,再充入0.05molCO、0.15molH2相当于是0.05mol的甲烷和0.05mol的水,即充入甲烷是0.2mol,水是0.5mol,和初始投料0.4mol的甲烷和1.0mol的水是等效的,达到平衡时CH4的体积百分含量相同,故答案为:0.05;0.15.
如图是有关氮的循环示意图.

(1)过程①中通过______的作用将空气中的氮气固定下来.
(2)请写出②中合成氨反应的化学方程式:______.
(3)请写出③中固氮反应的方程式:______.
(4)过程④中的亚硝酸盐有毒,工业上若直接排放将造成对环境的污染.已知NaNO2遇到还原性较强的NH4+等被还原为N2.在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是______.
a.H202b.NH4Clc.KN03
合成氨工业在国民经济中占有重要地位,现有80%的氨用来制造化肥,其余的作为生产其他化工产品的原料.下面是合成氨的简易流程图,试回答下列问题
①合成氨所用的原料气是______、______.
②原料气中氮气来自______.
③原料气要进行彻底的净化,其主要目的是______.
④工业上,通常采用以______为主的催化剂,在400~500℃和10MPa~30Mpa的条件下合成氨.
⑤合成氨的转化率较低,通常约含15%(体积分数)的氨,为提高氨气的转化率,可采取的措施是______.
下列说法不正确的是(  )
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A.工业合成氨的过程是固氮的过程
B.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气做保护气
C.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
D.过量SO2通入紫色石蕊试液,溶液只变红不褪色
下列化学反应属于“氮的固定”的是(  )
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A.氯化铵加热分解产生NH3
B.硝酸工厂用NH3氧化制NO
C.N2与H2合成NH3
D.由NH3和硫酸反应制取硫酸铵
合成氨时采用500℃左右的温度进行,主要是因为该温度时(  )
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A.合成氨的反应速率最大B.H2的转化率最高
C.催化剂的活性最大D.N2的转化率最高