合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破．
合成氨的反應(yīng)原理為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），合成氨的簡(jiǎn)易流程圖如圖：
（1）步驟I：天然氣中的雜質(zhì)H2S常用氨水吸收．
步驟Ⅱ：制氫氣的原理如下：
反應(yīng)1：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206.4kJ?mol-1
反應(yīng)2：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ?mol-1
對(duì)于反應(yīng)1，一定可以提高平衡體系中H2百分含量同時(shí)能加快反應(yīng)速率的措施是 AA．
A．升高溫度
B．增大水蒸氣的濃度
C．加入合適催化劑
D．增加壓強(qiáng)
（2）對(duì)于反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），在一定條件下氨的平衡含量如表．
| 溫度/℃ | 壓強(qiáng)/MPa | 氨的平衡含量 |
| 200 | 10 | 81.5% |
| 550 | 10 | 8.25% |
放熱
放熱
（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．②工業(yè)合成氨選用的條件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,原因是
提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率
提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率
．（3）在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，起始投料時(shí)各物質(zhì)濃度如表：
| 單位：mol?L-1 | N2 | H2 | NH3 |
| 投料I | 1.0 | 3.0 | 0 |
| 投料Ⅱ | 0.5 | 1.5 | 1.0 |
c
2
（
N
H
3
）
c
（
N
2
）
×
c
3
（
H
2
）
c
2
（
N
H
3
）
c
（
N
2
）
×
c
3
（
H
2
）
②投料I進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為40%，計(jì)算該溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.18L2?mol-2
0.18L2?mol-2
．③按投料Ⅱ進(jìn)行反應(yīng)，起始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?
逆向
逆向
（填“正向”或“逆向”）．（4）實(shí)際生產(chǎn)中，常用工藝條件：Fe作催化劑，控制溫度773K，壓強(qiáng)3.0×108Pa,原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1：2.8．在Fe催化劑作用下的反應(yīng)歷程為（*表示吸附態(tài)）其中，N2的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢，決定了合成氨的整體反應(yīng)速率．
| 化學(xué)吸附 | → | 表面反應(yīng) | → | 脫附 |
| N2→2N* | N*+H*?NH* | NH3*?NH3（g） | ||
| H2→2H* | NH*+H*?NH2* | |||
| NH3*+H*?NH3* |
N2在原料氣中相對(duì)易得，適度過(guò)量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率，N2的吸附分解反應(yīng)是決速步驟，適度過(guò)量有利于加快反應(yīng)速率
N2在原料氣中相對(duì)易得，適度過(guò)量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率，N2的吸附分解反應(yīng)是決速步驟，適度過(guò)量有利于加快反應(yīng)速率
．②步驟III-IV合成氨：N2（g）+3H2（g）≥2NH3（g），有關(guān)合成氨工藝說(shuō)法正確的是
D
D
．A．當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，在原料氣（N2和H2的比例不變）中添加少量惰性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率
B．步驟Ⅲ：分離空氣可得N2，通過(guò)天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2，然后將所得原料氣直接混合，經(jīng)加壓、熱交換后制得合成氨
C．步驟Ⅳ：熱交換過(guò)程中控制反應(yīng)的溫度為（773K），遠(yuǎn)高于室溫，是為了保證盡可提高平衡轉(zhuǎn)化率和加快反應(yīng)速率
D．步驟V基于NH3有較強(qiáng)的分子間作用力可將其液化，不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進(jìn)行
【答案】A；放熱；提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率；；0.18L2?mol-2；逆向；N2在原料氣中相對(duì)易得，適度過(guò)量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率，N2的吸附分解反應(yīng)是決速步驟，適度過(guò)量有利于加快反應(yīng)速率；D
c
2
（
N
H
3
）
c
（
N
2
）
×
c
3
（
H
2
）
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：127引用：1難度：0.3
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1．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：67引用：6難度：0.6 -
2．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái)，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T(mén)2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開(kāi)始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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