合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破．
合成氨的反應(yīng)原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），合成氨的簡易流程圖如圖：

（1）步驟I：天然氣中的雜質(zhì)H₂S常用氨水吸收．
步驟Ⅱ：制氫氣的原理如下：
反應(yīng)1：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ?mol^-1
反應(yīng)2：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ?mol^-1
對于反應(yīng)1，一定可以提高平衡體系中H₂百分含量同時能加快反應(yīng)速率的措施是

A

A

．
A．升高溫度
B．增大水蒸氣的濃度
C．加入合適催化劑
D．增加壓強
（2）對于反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），在一定條件下氨的平衡含量如表．

溫度/℃	壓強/MPa	氨的平衡含量
200	10	81.5%
550	10	8.25%

①該反應(yīng)為

放熱

放熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
②工業(yè)合成氨選用的條件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,原因是

提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率

提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率

．
（3）在恒溫恒容密閉容器中進行合成氨反應(yīng)，起始投料時各物質(zhì)濃度如表：

單位：mol?L-1	N2	H2	NH3
投料I	1.0	3.0	0
投料Ⅱ	0.5	1.5	1.0

①工業(yè)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

c

2

（

N

H

3

）

c

（

N

2

）

×

c

3

（

H

2

）

c

2

（

N

H

3

）

c

（

N

2

）

×

c

3

（

H

2

）

．
②投料I進行反應(yīng)，測得達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時H₂的轉(zhuǎn)化率為40%，計算該溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.18L²?mol^-2

0.18L²?mol^-2

．
③按投料Ⅱ進行反應(yīng)，起始時反應(yīng)進行的方向為

逆向

逆向

（填“正向”或“逆向”）．
（4）實際生產(chǎn)中，常用工藝條件：Fe作催化劑，控制溫度773K，壓強3.0×10⁸Pa,原料氣中N₂和H₂物質(zhì)的量之比為1：2.8．在Fe催化劑作用下的反應(yīng)歷程為（*表示吸附態(tài)）其中，N₂的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢，決定了合成氨的整體反應(yīng)速率．

化學(xué)吸附	→	表面反應(yīng)	→	脫附
N2→2N*		N*+H*?NH*		NH3*?NH3（g）
H2→2H*		NH*+H*?NH2*
		NH3*+H*?NH3*

①分析說明原料氣中N₂過量的理由

N₂在原料氣中相對易得，適度過量有利于提高H₂的轉(zhuǎn)化率，N₂的吸附分解反應(yīng)是決速步驟，適度過量有利于加快反應(yīng)速率

N₂在原料氣中相對易得，適度過量有利于提高H₂的轉(zhuǎn)化率，N₂的吸附分解反應(yīng)是決速步驟，適度過量有利于加快反應(yīng)速率

．
②步驟III-IV合成氨：N₂（g）+3H₂（g）≥2NH₃（g），有關(guān)合成氨工藝說法正確的是

D

D

．
A．當(dāng)溫度、壓強一定時，在原料氣（N₂和H₂的比例不變）中添加少量惰性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率
B．步驟Ⅲ：分離空氣可得N₂，通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H₂，然后將所得原料氣直接混合，經(jīng)加壓、熱交換后制得合成氨
C．步驟Ⅳ：熱交換過程中控制反應(yīng)的溫度為（773K），遠(yuǎn)高于室溫，是為了保證盡可提高平衡轉(zhuǎn)化率和加快反應(yīng)速率
D．步驟V基于NH₃有較強的分子間作用力可將其液化，不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進行