问题 填空题

(11分)氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨。下图是合成氨的简要流程。

(1)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗。

原料[天然气重油
相对投资费用1.01.52.0
能量消耗/J·t—1281093810948109
①依据上表信息,你认为采用        为原料最好。

②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式:                         

③已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:

C(s)+O2(g)===CO2(g)      △H=-394kJ·mol—1; 

2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)△H=-566kJ·mol—1

2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)△H="-484" kJ·mol—1

试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式             

(2)下表是在某种催化剂作用下用体积比为1:3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据。

①依据表中数据判断,合成氨反应N2+3H2NH3的△H      0(填“>”、“<”或“无法判断”,请简要说明理由                     

②该反应的化学平衡常数表达式为                 

③在300℃、10MPa下,合成氨反应达到平衡时,混合气体的体积是反应开始时的         倍。

答案

(11分)

(1)①天然气(1分)  ②CH4 + H2O  CO + 3H2(2分)

③  C(s)+ H2O(g)= CO(g) + H2(g)△H =131kJ•mol-1  (2分)

(2)① <(1分)   相同条件下,升高温度, NH3含量减小,平衡左移,        逆反应吸热,正反应放热;(2分)

(1分)     ③  0.658或 (2分)

(1)①相同的能量消耗,天然气的费用最低。

③由下面两反应:

C(s)+O2(g)===CO2(g)   △H=-394kJ·mol—1; 

2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)△H=-566kJ·mol—1

可求得:C(s)+1/2O2(g)===CO(g)      △H=-111kJ·mol—1

结合:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)△H="-484" kJ·mol—1

可推出:C(s)+ H2O(g)= CO(g) + H2(g)△H =131kJ•mol-1

(2)③  N2  +   3HNH3

初始:    1        3          0

△n:       a        3a         2a

平衡n:    1—a    3—3a       2a

由题意,结合表中数据可知:,解出a=13/19

则:

解答题
填空题