Question

 （12分）合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑，對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g） ，△H＝－92．2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N₂可從空氣中分離得到，H₂可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為：催化劑－鐵觸媒，溫度－400～500℃，壓強(qiáng)－30～50MPa�；卮鹣铝袉栴}：

   （1）合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30～50MPa的原因是                       。從平

衡移動(dòng)原理分析，低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化，實(shí)際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，

原因之一是考慮到催化劑的催化活性，原因之二是                 。

   （2）500℃、50MPa時(shí)，在容積為VL的容器中加入n mol N₂、3n mol H₂，反應(yīng)達(dá)平衡后

測得平衡常數(shù)為K₁，此時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率為x。則K₁和x的關(guān)系滿足K₁＝           。

若溫度為400℃，平衡常數(shù)為K₂，則K₁       K₂（填“<”、“=”或“>” ）

   （3）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：

CH₄（g）＋H₂O（g）＝CO（g）＋3H₂（g）；△H kJ·mol^－1。

又已知: H₂（g） +1/2 O₂（g）== H₂O（l）；△H₁=-285．8kJ/mol

CO（g） + 1/2 O₂（g）＝CO₂（g）；△H₂=-283．0kJ/mol

CH₄（g） +2 O₂（g）== CO₂（g）+ 2H₂O（l）；△H₃=-890．3kJ/mol

H₂O（g）== H₂O（l）；  △H₄=-44．0kJ/mol

①寫出H₂（g）完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式                          。

②CH₄（g）＋H₂O（g）＝CO（g）＋3H₂（g）； △H=            kJ/mol

 

Answer 1

【答案】

 

    ⑴ 加壓有利于平衡正向移動(dòng)，提高原料氣的轉(zhuǎn)化率              （2分）

    增加反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間                          （2分）

    ⑵                                               （2分）

   ﹤                                                        （2分）

    ⑶  H₂（g） +1/2 O₂（g）== H₂O（g）；  △H₁=-241．8kJ/mol         （2分）

      +206．1                                                 （2分）