Question

氨是化肥工业和基本有机化工的重要原料，合成氨反应是化学上最重要的反应之一

(1)N₂和H₂在常温常压下反应极慢，为提高合成氨反应的速率，工业上除采取增大压强以提高浓度外，还可采取的措施是____________(答一条即可)

(2)已知反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)的反应速率与时间的变化关系如图a所示，浓度随时间的变化如图b所示

①图a中N点对应的时间是图b中的____________(填“t₁”“t₂”或“t₃”)

②图b中，0~t₁内平均速率v_正(N₂)=umol•L^-1•min^-1，则t₁~t₂内平均速率v_正(N₂)应____________(填标号)mol•L^-1•min^-1

A.大于uB.等于uC.小于u

(3)往恒温恒容密闭容器中通入1molN₂和3molH₂，充分反应后，测得压强为起始时压强的75%，N₂的转化率为____________。

(4)某兴趣小组同学设计了如图所示装置模拟工业上合成氨。

①流经橡胶管处的气体成分为____________(填化学式)

②能说明有氨生成的现象是____________。

Answer

加合适的催化剂(或适当升高温度） t2 C 50% N2、H2、NH3 酚酞溶液变红

【解析】

根据影响反应速率的因素回答；①图a中N点表示反应恰好达到平衡状态； 随反应进行，反应物浓度减小，正反应速率降低；利用“三段式”计算N2的转化率；根据可逆反应的特征分析；氨气是碱性气体，据此分析解答。

(1)升高温度、增大压强、使用合适的催化剂都能加快反应速率，为提高合成氨反应的速率，工业上除采取增大压强以提高浓度外，还可采取的措施是加合适的催化剂(或适当升高温度)；

(2)①图a中N点表示反应恰好达到平衡状态，达到平衡状态时，各物质浓度不再改变，所以对应的时间是图b中的t2；

②随反应进行，反应物浓度减小，正反应速率降低，图b中，0~t1内平均速率v正(N2)=umol/(L·min)，则t1~t3内平均速率v正(N2)＜u mol/(L·min)，故选C；

充分反应后，测得压强为起始时压强的75%，则，x=0.5，N2的转化率为；

(4)①合成氨反应可逆，所以流经橡胶管处的气体成分为N2、H2、NH3；

②氨气溶于水生成，是碱，能说明有氨生成的现象是酚酞溶液变红。