化学:2.4《化学反应条件的优化——工业合成氨》(鲁科版选修4)
化学:2.4《化学反应条件的优化——工业合成氨》(鲁科版选修4)第2页

  (1)浓度计算

  (2)转化率和产率的计算

  (3)压强和气体体积的计算

  (4)方程式中物质计量系数的确定。

  典题解析

  例1 、某条件下合成氨达平衡时氨的体积分数为25%,若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比是()

  A.1/5 B.1/4 C.1/3 D1/2

  [解析] 通过假设反应前N2、H2的物质的量,结合反应过程中转化率与化学方程式中计量系数的关系,列方程求算。设起始时H2为amol,N2为bmol,平衡时NH3为xmol,则

  3H2+N22NH3

  起始时: a b 0

  平衡后:a-3x/2 b-x/2 x

  依题意可得方程:x/[(a-3x/2)+(b-x/2)+x]=25%

  化简得:x/(a+b)=1/5

  答案:A

  变形题1: 在一定温度下,将2molN2和6molH2充入固定体积的密闭容器中,发生如下反应:N2(气)+3H2(气)2NH3(气),达到平衡后,若保持温度不变,令a、b、c分别为初始加入的N2、H2、NH3的物质的量,重新建立平衡,混合物中物质的量仍和上述相同。请填空:

  (1)若a=0,b=0,则c=____;

  (2)若a=1,c=2,则b=____;

  (3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个式子表示:其中一个只含a和c,另一个只含b和c)____、____;

  答案 (1)4 (2)3 (3)a+c/2=2 b+3c/2=6

  例2 在一定温度下,向一个2L的真空密闭容器中事先装入催化剂,通入1molN2和3molH2,经过一段时间后,测得容器内压强为反应起始的0.9倍,在此时间内以H2表示的平均速率为0.1mol•L-1•min-1,则所经过的时间是多少?

解析:设平衡时气体总物质的量为x,反应时间为t,因为在等温等容条件下,压强比等于物质的量的比,所以x/(1+3)=0.9 x=3.6