问题 问答题

工业生产硝酸铵的流程图如下:

请回答下列问题:

(1)写出硝酸铵在工农业生产中的重要作用______(任写一条)

(2)已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H=-92.4kJ•mol-1.请回答:

①在500℃、200atm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,该反应的化学平衡常数表达式K=______.

②为有效提高氢气的转化率,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

(3)一定温度下在体积固定的密闭容器中,将1mol N2和3mol H2混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气的压强是反应前的0.85倍,此时N2的转化率为______.

答案

(1)因铵盐的主要用途是用作氮肥,故答案为:可做氮肥等;

    (2)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,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; N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);该反应的平衡常数K=

c2(NH3)
c3(H2)c(N2)

故答案为:<;

c2(NH3)
c3(H2)c(N2)

②A.反应是放热反应,降低温度 平衡正向进行,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A不符合;

B.最适合催化剂活性的适当高温,温度越高氢气转化率碱性,故B不符合;        

C.反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向进行,氢气转化率增大,故C符合;

D.降低压强,平衡逆向进行,故D不符合;       

E.循环利用和不断补充氮气,提高氢气转化率,故E符合;            

F.及时移出氨,平衡正向进行,氢气转化率增大,故F符合;

故答案为:CEF;

 (3)依据化学平衡的三段式列式计算得到:设氮气转化物质的量为x

                N2 +3H2=2NH3

 起始量(mol)  1   3     0

 转化量(mol)  x   3x    2x 

 平衡量(mol) 1-x  3-3x  2x             

平衡混合气的压强是反应前的0.85倍,物质的量是反应前的0.85倍

(1-x)+(3-3x )+2x=0.85×4

得到x=0.3mol;

氢气的转化率=

3×0.3
3
×100%=30%            

故答案为:30%;

单项选择题
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