1. Haber法是工业上常使用的合成氨技术,该反应的原理为 , 对该技术的改进一直是科学家探索的重要课题。下图为工业合成氨的流程图:

回答下列问题:

(1) 流程图中采取的措施可提高原料平衡转化率的是(填序号)。
(2) (1)根据下图数据信息,合成氨反应热化学方程式为:

(2)研究表明,合成氨反应在Fe作催化剂时反应历程如下(*表示催化剂表面吸附位,表示被吸附于催化剂表面的):

, ……,

结合图1数据信息,判断上述反应历程中,决速步骤的反应为(填步骤前的编号)。

(3) Fe作催化剂时,合成氨反应的速率v满足(k为常数)。对于工业合成氨的说法正确的是___________。 A. 能用勒夏特列原理解释通常采用500℃有利于氨的合成 B. 催化剂不改变反应焓变(),但能增大正、逆反应的活化能 C. 及时分离出 , 既加快反应速率又提高反应物转化率 D. 为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”,原料气必须经过净化
(4) 合成氨反应通常控制在20~50MPa的压强和500℃左右的温度,若进入合成塔的氮气和氢气的体积比为1:3,经科学测定,在相应条件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示:

压强

20MPa

60MPa

500℃

19.1

42.2

而实际流程从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%,这表明___________。

A. 表中所测数据有明显误差 B. 生产条件控制不当 C. 氨的分解速率大于预测值 D. 合成塔中的反应并未达到平衡
(5) 一定温度下的恒容容器中,以不同的物质的量之比加入 , 平衡时的体积分数如图所示,则的转化率a点b点(填“>”、“<”或“=”)。若起始压强为20MPa,则b点时体系的总压强约为MPa。(写出计算过程,结果保留两位有效数字)

(6) 在容积相同的三个密闭刚性容器中,分别投入 , 在不同温度(500K和600K)、不同催化剂表面积()条件下,反应体系总压强(p)随时间变化关系如图甲所示。曲线对应的温度和催化剂表面积可能为

【考点】
反应热和焓变;
【答案】

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