合成氨在农业和国防中有很重要的意义。
(1)人工固氮有如下两种途径,工业上选用途径二固氮的原因是:途径二反应的K值大,反应进行的趋势大途径二反应的K值大,反应进行的趋势大。
途径一:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)K=5×10-31
途径二:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)K=4.1×106
(2)工业合成氨的平衡常数表达式为 K=c2(NH3)c(N2)c3(H2)K=c2(NH3)c(N2)c3(H2)。
(3)某探究小组同学在实验室模拟工业合成氨:
①在298K、容积为0.5L的密闭容器内充入一定量的N2和H2,经过10分钟后生成1mol氨气,则v(NH3)=0.20.2mol/(L•min)。
②在恒容不同温度下,达到平衡时NH3的体积百分数与投料比[n(H2)/n(N2)]的关系图如图所示。
KA、KB、KC间的大小关系是 KA=KC>KBKA=KC>KB,C点H2的平衡转化率为 40%40%。
(4)在实际工业生产中,常采用下列流程:
①可以用勒夏特列原理解释的措施是 bb。
a.②④
b.②⑤
c.④⑥
d.③⑤
②原料气是含N2、H2及少量CO、H2O的混合气,净化干燥的原因是 AA。
A.防止催化剂中毒
B.有利于平衡正向移动
C.提高正反应速率
③研究发现Fe-LiH复合催化剂催化效果明显高于未复合LiH的铁基催化剂,LiH在复合催化剂中是合成氨反应的另一个活性中心,经过以下三步基元反应完成(“*”代表活性中心):
第ⅰ步:N2+2*→2N*
第ⅱ步:N*+LiH→*+[LiNH]
第ⅲ步:••••••
催化过程中第Ⅲ步的基元反应方程式是 2[LiNH]+3H2→2LiH+2NH32[LiNH]+3H2→2LiH+2NH3。
(5)结合以上所学知识,欲提高工业合成氨产率除了调控压强、温度外,还可采取的合理措施是 选用高效催化剂、及时分离出产物氨气等选用高效催化剂、及时分离出产物氨气等(至少答出两条)。
c
2
(
N
H
3
)
c
(
N
2
)
c
3
(
H
2
)
c
2
(
N
H
3
)
c
(
N
2
)
c
3
(
H
2
)
【答案】途径二反应的K值大,反应进行的趋势大;K=;0.2;KA=KC>KB;40%;b;A;2[LiNH]+3H2→2LiH+2NH3;选用高效催化剂、及时分离出产物氨气等
c
2
(
N
H
3
)
c
(
N
2
)
c
3
(
H
2
)
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:19引用:1难度:0.6
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