在实验室中进行合成氨工业的模拟实验,当反应进行一段时间,并建立相应的平衡以后,及时分离出氨并补充与起始原料比相同的氮气和氢气,以实现连续的生产过程,在1L的密封容器中,在一定条
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/18 17:21:49
在实验室中进行合成氨工业的模拟实验,当反应进行一段时间,并建立相应的平衡以后,及时分离出氨并补充与起始原料比相同的氮气和氢气,以实现连续的生产过程,在1L的密封容器中,在一定条
在实验室中进行合成氨工业的模拟实验,当反应进行一段时间,并建立相应的平衡以后,及时分离出氨并补充与起始原料比相同的氮气和氢气,以实现连续的生产过程,在1L的密封容器中,在一定条件下发生如下反应.
N2（g）+3H2(g)2NH3(g)；ΔH＜0
请根据图示回答下列问题：
⑴反应起始时,氮气与氢气的物质的量之比n(N2)∶n(H2)＝_____∶_____.在15分钟时合成氨反应第一次达到平衡,其间以H2的浓度变化所表示的平均化学反应速率为________.
⑵在t1时,曲线发生变化的原因是________、_________.请计算氢气在t1起点时的坐标(______,______)以及在t2平衡时的坐标(____,____).并在图中画出在t1～t2之间氢气的物质的量变化曲线.
⑶为达到图示中t2的平衡状态,在t1～t2之间需要采取的措施是______.
t2的平衡状态,在t1～t2之间需要采取的措施是______.
a．扩大容器的体积 b．升高温度 c．降低温度 d．缩小容器的体积
⑷经历十次上述的循环过程,计算在t11达到平衡时,N2和H2的物质的量之比n(N2)∶n(H2)＝____∶____,整个过程中N2和H2的总转化率之比a(N2)∶a(H2)＝____∶____.
⑸根据以上计算结果,请你建议合成氨反应的最佳原料比是：n(N2):n(H2)＝______.
第3小题,为何选a b
在实验室中进行合成氨工业的模拟实验,当反应进行一段时间,并建立相应的平衡以后,及时分离出氨并补充与起始原料比相同的氮气和氢气,以实现连续的生产过程,在1L的密封容器中,在一定条
⑴反应起始时,氮气与氢气的物质的量之比n(N2)∶n(H2)＝1：3.3.在15分钟时合成氨反应第一次达到平衡,其间以H2的浓度变化所表示的平均化学反应速率为0.02molL-1min-1 .
⑵在t1时,曲线发生变化的原因是分离氨、补充氮气和氢气.氢气在t1起点时的坐标(25,3.33)以及在t2平衡时的坐标(50,3.03).
(3)为达到图示中t2的平衡状态,在t1～t2之间需要采取的措施是a
t2的平衡状态,在t1～t2之间需要采取的措施是b
⑷经历十次上述的循环过程,计算在t11达到平衡时,N2和H2的物质的量之比n(N2)∶n(H2)＝3∶11,整个过程中N2和H2的总转化率之比a(N2)∶a(H2)＝11∶10.
⑸根据以上计算结果,请你建议合成氨反应的最佳原料比是：n(N2):n(H2)＝1:3
按照你邮件所问,回答如下：（2）中在t1时刻,图中所示,NH3的浓度突然减小为0,所以说是分离氨,同时N2和H2的浓度都增大,所以说补充氮气和氢气
再根据坐标轴,横轴表示时间,在t1时,位于20与30的正中间,所以是25,同理的t2时刻以及纵轴坐标
该题信息隐含于图象之中,考生必须经过定量分析才能发现解决问题的信息.在信息呈现过程中有梯度.特别是第（3）小题,在部分的考生错选c、d选项.原因是只是把问题停留在定性分析的表面,没有注意定量分析所隐含的信息：从0～t1 及t1～ t2这两段曲线来分析,要求的相同点是达到平衡所用的时间是相同的（都是20 min）,平衡时,生成氨气的物质的量相同.虽然开始时氮气的加入量相同（都为1 mol）,但氢气的加入量不相同（前者为3.3 mol,后者为3.03 mol）.所以要满足两者的生成氨气的量及反应速率相同,只有选a、b选项才满足这些要求.
(为了和原来条件达到的平衡一样,所以要创造和原来一样的条件,只有使平衡向左移动,也就是升高温度和压强减小(扩大体积)
向体积增大的方向移动)