合成氨對人類的生存和發(fā)展有著重要意義,1909年哈伯在實(shí)驗(yàn)室中首次利用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)合成氨,實(shí)現(xiàn)了人工固氮。
(1)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
(2)請結(jié)合下列數(shù)據(jù)分析,工業(yè)上選用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)固氮,而沒有選用氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)固氮的原因是
氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的限度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)的限度
氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的限度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)的限度
。
序號 |
化學(xué)反應(yīng) |
K(298K)的數(shù)值 |
① |
N2(g)+O2(g)?2NO(g) |
5×10-31 |
② |
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) |
4.1×106 |
(3)對于反應(yīng)N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)在一定條件下氨的平衡含量如下表。
溫度/°C |
壓強(qiáng)MPa |
氨的平衡含量 |
200 |
10 |
81.5% |
550 |
10 |
8.25% |
①該反應(yīng)為
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②其他條件不變時(shí),溫度升高氨的平衡含量減小的原因是
B
B
(填字母序號)。
A.溫度升高,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,平衡逆向移動
B.溫度升高,K變小。平衡逆向移動
C.溫度升高,活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速率加快
(4)在合成氨工業(yè)中,原料氣(N
2、H
2及少量CO、NH
3混合氣)在進(jìn)入合成塔前需經(jīng)過銅氨液處理,目的是除去其中的CO,其反應(yīng)為:[Cu(NH
3)
2]
++CO+NH
3?[Cu(NH
3)
3CO]
+ΔH<0,則利用銅氨液吸收CO適宜的生產(chǎn)條件是
低溫、高壓
低溫、高壓
。
(5)科學(xué)家持續(xù)探索,尋求合成氨的新路徑。如圖為電解法合成氨的原理示意圖,陰極的電極反應(yīng)式為
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3
。