5.
环境问题正引起全社会的关注,用NH
3催化还原N
xO
y可以消除氮氧化物的污染,对构建生态文明有着极为重要的意义
(1)已知N
2(g)+3H
2(g)⇌2NH
3(g)△H<0,当反应器中按n(N
2):n(H
2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH
3的物质的量分数随压强的变化曲线如图1.
①曲线a对应的温度是
______
.
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是
______
A.及时分离出NH
3可以提高H
2的平衡转化率
B.P点原料气的平衡转化率接近100%,是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件
C.图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N)
D.M点对应的H
2转化率是75%
E.如果N点时c(NH
3)=0.2mol•L
-1,N点的化学平衡常数K≈0.93
(2)用NH
3催化还原N
xO
y时包含以下反应.
已知:反应I:4NH
3(g)+6NO(g)⇌5N
2(g)+6H
2O(l)△H
1<0
反应II:2NO(g)+O
2(g)⇌2NO
2(g)△H
2<0
反应III:4NH
3(g)+6NO
2(g)⇌5N
2(g)+3O
2(g)+6H
2O(l)△H
3>0
相同条件下,反应I在2L密闭容器内,选用不同的催化剂,反应产生N
2的量随时间变化如图2所示.
①计算0~4分钟在A催化剂作用下,反应速率v(NO)=
______
.
②下列说法正确的是
______
.
A.该反应的活化能大小顺序是:E
a(A)>E
a(B)>E
a(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已经达到平衡
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明反应已经达到平衡
(3)一定温度下,反应III在容积可变的密闭容器中达到平衡,此时容积为3L,c(N
2)与反应时间t变化曲线X如图3所示,若在t
1时刻改变一个条件,曲线X变为曲线Y或曲线Z.则:
①曲线X变为Y曲线改变的条件是:
______
,变为曲线 Z改变的条件是
______
.
②若t
2降低温度,t
3达到平衡,请在上图中画出曲线X在t
2-t
4内c(N
2)的变化曲线.