• 工业生产硝酸铵的流程图如下图.请回答:(1)已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1.①在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量 (填“<”“>”“=”)92.4kJ,理由是 .②为有效提高氢气的转化率,实际生产中宜采取的措施有 A.降低温度 B.最适合催化剂活性的适当高温 C.增大压强D.降低压强 E.循环利用和不断补充氮气 F.及时移出氨(2)已知铂铑合金网未预热也会发热.写出氨催化氧化的化学方程式:4NH3+5O2 Pt-Rh △4NO+6H2O ,该反应的化学平衡常数表达式K= ,当温度升高时,K值 (增大、减小、无影响).(3)在一定温度和压强的密闭容器中,将平均式量为8.5的H2和N2混合,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的平均式量为10,请计算此时H2的转化率(写出计算过程): .试题及答案-填空题-云返教育

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      工业生产硝酸铵的流程图如下图.请回答:

      (1)已知:N
      2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1
      ①在500℃、2.02×10
      7Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量          (填“<”“>”“=”)92.4kJ,理由是         
      ②为有效提高氢气的转化率,实际生产中宜采取的措施有
               
      A.降低温度 B.最适合催化剂活性的适当高温 C.增大压强
      D.降低压强 E.循环利用和不断补充氮气 F.及时移出氨
      (2)已知铂铑合金网未预热也会发热.写出氨催化氧化的化学方程式:
      4NH3+5O2
      Pt-Rh
      4NO+6H2O

      该反应的化学平衡常数表达式K=
                ,当温度升高时,K值          (增大、减小、无影响).
      (3)在一定温度和压强的密闭容器中,将平均式量为8.5的H
      2和N2混合,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的平均式量为10,请计算此时H2的转化率(写出计算过程):         

      试题解答


      <:在1atm和298K条件下,1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气,放出92.4kJ热量,该反应为可逆反应,反应物不能全部变为生成物;又因为反应温度为500℃,所以放出的热量小于92.4kJ:CEF:4NH3+5O2
      Pt-Rh
      4NO+6H2O:
      c4(NO)c6(H2O)
      c4(NH3)c5(O2)
      :减小:30%
      解:(1)①因为可逆反应不可能完全进行到底,放出的热量比完全反应少,则在1atm和298K条件下,1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气,放出92.4kJ热量,该反应为可逆反应,不可能进行完全,又因为反应温度为500℃,所以放出的热量小于92.4kJ,
      故答案为:<;在1atm和298K条件下,1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气,放出92.4kJ热量,该反应为可逆反应,不可能进行完全,又因为反应温度为500℃,所以放出的热量小于92.4kJ;
      ②因增大反应物的浓度,减少生成物的浓度,增大压强,降低温度工业合成氨反应向正反应方向移动,氢气的转化率提高,但在实际生产中不能用低温,因为温度低化学反应速率慢,故答案为:CEF;
      (2)因为NH
      3具有还原性,能被氧气氧化:4NH3+5O2
      Pt-Rh
      4NO+6H2O,
      该反应的平衡常数K=
      c4(NO)?c6(H2O)
      c4(NH3)?c5(O2)
      ,因工业合成氨反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,
      故答案为:4NH
      3+5O2
      Pt-Rh
      4NO+6H2O;
      c4(NO)?c6(H2O)
      c(NH3)?c5(O2)
      ;减小;
      (3)十字交叉法:平均相对分子质量为8.5的H
      2和N2物质的量比=(28-8.5):(8.5-2)=3:1,
      平衡三部曲:N
      2 +3H2 =2NH3
      起 1 3 0
      反 x 3x 2x
      末 1-x 3-3x 2x
      平衡混合气的平均相对分子质量为10,对应的相对分子质量:
      28×1+2×3
      (1-x)(3-3x)+2x
      =10
      x=0.3
      则H
      2转化率为
      3×0.3
      3
      ×100%=30%
      故答案为:30%.

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