合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨,制得的氨通过催化氧化
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨,制得的氨通过催化氧化可生产硝酸.在一定条件下,若N2和H2以体积比1:3的比例充入一体积不变...
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨,制得的氨通过催化氧化可生产硝酸.在一定条件下,若N2和H2以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20.0%,则:(1)合成氨反应达到平衡的标志______.A.容器内气体压强保持不变B.容器内各物质的浓度不随时间变化C.当υ(H2,正)=0.3mol?L-1?min-1,υ(NH3,逆)=0.2mol?L-1?min-1时D.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成(2)达到平衡时,N2和H2的转化率分别为______.(3)用氨催化氧化可生产硝酸,取所生产的硝酸溶液100mL,与足量的铜反应,生成的NO2和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L,物质的量之比为2:1,求所生产硝酸的物质的量浓度?(请写出该小题的计算过程)______.(4)某厂用NH3生产硝酸,然后再制硝酸铵,其过程如下:其中反应②为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,原料气为氨气和空气的混合物.若实际生产中,反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c,则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为______.
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(1)A.正反应为气体物质的量减小的反应,随反应进行压强减小,容器内气体压强保持不变,说明到达平衡,故A正确;
B.平衡时,各组分的浓度不再变化,说明到达平衡,故B正确;
C.当υ(H2,正)=0.3mol?L-1?min-1,υ(NH3,逆)=0.2mol?L-1?min-1,速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故C正确;
D.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成,3个H-H键形成的同时形成1个N≡N键,氮气的生成与消耗速率相等,反应到达平衡,故D正确;
故答案为:ABCD;
(2)N2和H2以体积比1:3的比例充入,二者按1:3反应,故二者转化率相等,令N2和H2分别为1mol、3mol,平衡时参加反应的氮气为xmol,则:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
开始(mol):1 3 0
变化(mol):x 3x 2x
平衡(mol):1-x 3-3x 2x
所以,
=20%,解得x=
,
故氮气、氢气的转化率=
×100%=33.3%,
故答案为:33.3%;
(3)n(NO2)+n(NO)=
=0.3mol,由于n(NO2):n(NO)=2:1,故n(NO2)=0.2 mol、n(NO)=0.1 mol,根据电子转移守恒有n(Cu)=
=0.25mol,由铜元素守恒n[Cu(NO3)2]=n(Cu)=0.25mol,根据氮元素守恒n (HNO3)=n[Cu(NO3)2]=+n(NO2)+n(NO)=0.25mol×2+0.2 mol+0.1 mol=0.8 mol,故c(HNO3)=
=8 mol/L,
故答案为:8mol/L;
(4)令氨气总量为1mol,设生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为x,则生成硝酸铵的氨气的物质的量为(1-x)mol,氨催化氧化利用率为a、合成硝酸的利用率为b,则根据氮元素守恒NH3~NO~NHNO3,故可得硝酸的物质的量为abx mol,制备的硝酸与剩余的氨气反应生成硝酸铵,二者物质的量之比为1:1,则abx mol=(1-x)mol,解得x=
,
故答案为:
.
B.平衡时,各组分的浓度不再变化,说明到达平衡,故B正确;
C.当υ(H2,正)=0.3mol?L-1?min-1,υ(NH3,逆)=0.2mol?L-1?min-1,速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故C正确;
D.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成,3个H-H键形成的同时形成1个N≡N键,氮气的生成与消耗速率相等,反应到达平衡,故D正确;
故答案为:ABCD;
(2)N2和H2以体积比1:3的比例充入,二者按1:3反应,故二者转化率相等,令N2和H2分别为1mol、3mol,平衡时参加反应的氮气为xmol,则:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
开始(mol):1 3 0
变化(mol):x 3x 2x
平衡(mol):1-x 3-3x 2x
所以,
2x |
1?x+3?3x+2x |
1 |
3 |
故氮气、氢气的转化率=
| ||
1mol |
故答案为:33.3%;
(3)n(NO2)+n(NO)=
6.72L |
22.4L/mol |
0.2mol×(5?4)+0.1mol×(5?2) |
2?0 |
0.8mol |
0.1L |
故答案为:8mol/L;
(4)令氨气总量为1mol,设生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为x,则生成硝酸铵的氨气的物质的量为(1-x)mol,氨催化氧化利用率为a、合成硝酸的利用率为b,则根据氮元素守恒NH3~NO~NHNO3,故可得硝酸的物质的量为abx mol,制备的硝酸与剩余的氨气反应生成硝酸铵,二者物质的量之比为1:1,则abx mol=(1-x)mol,解得x=
1 |
1+ab |
故答案为:
1 |
1+ab |
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知禾
2024-08-13 广告
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欢迎来电咨询:13051765615 杨经理简介:转铁蛋白又称为血清转铁蛋白、β-1 金属结合球蛋白、TF。转铁蛋白主要存在于血浆中,是一种铁结合血浆糖蛋白,负责运载由消化管吸收的铁和由红细胞降解释放的铁,以三价铁复合物(Tf-Fe3+)的...
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