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【合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:(1)在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列】

更新时间:2026-09-30 16:56:49

问题描述:

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:

N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:

(1)在密闭容器中,使2mol N2和6mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)(正反应为放热反应)

当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是___.升高平衡体系的温度(保持体积不变),

混合气体的平均相对分子质量___.(填“变大”“变小”或“不变”)

(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:__ 2NH3•H2O+2S↓

_ 2NH3•H2O+2S↓

.

(3)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:

①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.4kJ•mol-1

②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是___.

a.升高温度 b.增大水蒸气浓度c.加入催化剂  d.降低压强

利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量.若a mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应,得到1.14a mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为___.

(4)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)___.简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:___.

孙国清回答:

  (1)依据起始量氮气和氢气物质的量之比等于反应之比分析判断,在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),反应物起始量之比等于化学方程式中的反应之比,所以平衡浓度为1:3;N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)(正反应为放热反应),反应是放热反应,所以升温平衡逆向进行,气体质量不变,气体物质的量增大,M=mn