2.農(nóng)業(yè)對(duì)化肥的需求是合成氨工業(yè)發(fā)展的持久推動(dòng)力.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/quiz/images/201612/125/24dc79d7.png)
(1)已知:N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)△H=-92.4kJ•mol
-1.如圖1表示500℃、60.0MPa條件下,原料氣H
2和N
2的投料比與平衡時(shí)NH
3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系.
①工業(yè)上合成氨的溫度一般控制在500℃,原因是該溫度下催化劑的活性最好.
②根據(jù)圖1中a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N
2的平衡體積分?jǐn)?shù)為14.5%,此時(shí)H
2和N
2的轉(zhuǎn)化率之比為1:1.
(2)合成氨工業(yè)中,在其他條件相同時(shí),請(qǐng)你畫出N
2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p
1>p
2)下隨溫度變化的曲線圖.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/quiz/images/201605/237/45ac386f.png)
(3)在500℃,反應(yīng)N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)中,將2mol N
2和6mol H
2充入一個(gè)固定容積為1L的密閉容器中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體混合物中n(H
2)、n(NH
3)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)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 |
①根據(jù)上表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
427.(保留3位有效數(shù)字)
②該溫度下,若向同容積的另一容器中投入的N
2、H
2、NH
3濃度均為3mol/L,此時(shí)v
正大于v
逆(填“大于”、“小于”或“等于”).
③根據(jù)上表中數(shù)據(jù)得到的“濃度-時(shí)間”關(guān)系可用如圖3中曲線表示,其中表示c(N
2)-t的曲線是乙(填“甲”、“乙”或“丙”).在此溫度下,若起始充入4molN
2和12mol H
2,反應(yīng)剛達(dá)到平衡時(shí),氫氣的濃度可用B點(diǎn)表示(從A~G點(diǎn)中選擇).
(4)近年,又有科學(xué)家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路,反應(yīng)原理為:2N
2(g)+6H
2O(I)?4NH
3(g)+3O
2(g),則其反應(yīng)熱△H=+1530 kJ•mol
-1.(已知:2H
2(g)+O
2(g)=2H
2O(I)△H=-571.6kJ•mol
-1)