I.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol。
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为___________ 。
(2)反应前A的物质的量浓度是___________ 。
(3)10s末,生成物D的浓度为___________ 。
(4)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化情况是___________ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),气体的密度变化情况是___________ 。
(5)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”):
①降低温度___________ ;
②恒容下充入氖气___________ 。
II.某化学反应:3A(g)2B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D的起始浓度为0,反应物A的浓度c随时间t的变化情况如表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)c2=___________ mol·L-1。
(2)在实验1和2中,有一个实验使用了催化剂,根据表中数据判断,使用催化剂的实验为___________ (填实验序号),理由是___________ 。
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为
(2)反应前A的物质的量浓度是
(3)10s末,生成物D的浓度为
(4)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化情况是
(5)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”):
①降低温度
②恒容下充入氖气
II.某化学反应:3A(g)2B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D的起始浓度为0,反应物A的浓度c随时间t的变化情况如表:
实验序号 | t/min C/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | C2 | 0.65 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据,完成下列填空:
(1)c2=
(2)在实验1和2中,有一个实验使用了催化剂,根据表中数据判断,使用催化剂的实验为
更新时间:2021-05-26 10:53:55
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【推荐1】以硫铁矿(主要成分为,还有少量、)为原料,制备硫酸亚铁晶体和软磁性材料的工艺流程如下:回答下列问题:
(1)焙烧后得到的固体主要成分为,写出焙烧过程主要反应的化学方程式__________ ,为提高焙烧的速率,可采取的措施是__________ (写一条即可)。
(2)试剂X是__________ (填化学式)。
(3)焙烧产生的会污染环境,用足量氨水吸收,写出该反应的离子方程式__________ 。
(4)从“还原”得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体的操作:__________ 、__________ 、过滤、洗涤、干燥。
(5)“沉铁”操作是将提纯后的溶液与氨水混合溶液反应,生成沉淀。写出该反应的离子方程式__________ 。
(6)还可以用燃料细菌脱硫法对硫铁矿进行处理进而制备硫酸亚铁晶体,该法是用氧化亚铁硫杆菌(T-f)对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到溶液。研究发现,如下图用氧化亚铁硫杆菌(T-f)脱硫,温度过高脱硫效率降低,可能的原因是__________ 。
(1)焙烧后得到的固体主要成分为,写出焙烧过程主要反应的化学方程式
(2)试剂X是
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解答题-实验探究题
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【推荐2】某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”。回答下面问题:
(1)写出该反应的离子方程式___ 。
(2)已如随着反应进行试管的温度升高,化学反应速率与时间的关系如图:
①时间t1以前反应速率增大的可能原因是____ 。
②时间t1以后反应速率又缓慢慢下降的原因是___ 。
(3)某同学探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”进行了如下实验:
①通过A与B,A与C进行对比实验,填写下列数值,T=___ ;V=__ ;
②根据上述A、B对比实验得出的结论是__ ;根据上述A、C对比实验得出的结论是____ 。
(1)写出该反应的离子方程式
(2)已如随着反应进行试管的温度升高,化学反应速率与时间的关系如图:
①时间t1以前反应速率增大的可能原因是
②时间t1以后反应速率又缓慢慢下降的原因是
(3)某同学探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”进行了如下实验:
实验序号 | 实验温度/K | 参加反应的物质 | 溶液颜色褪至无色时所需时间/s | ||||
KMnO4溶液(含硫酸) | H2C2O4溶液 | H2O | |||||
V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | |||
A | 293 | 2 | 0.02 | 4 | 0.1 | 0 | 8 |
B | T | 2 | 0.02 | 3 | 0.1 | 1 | t1 |
C | 313 | 2 | 0.02 | V | 0.1 | 0 | t2 |
②根据上述A、B对比实验得出的结论是
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【推荐3】CO2的资源化利用和转化已成为当今科学研究的热点。
(1) CO2和环氧乙烷在MgO作催化剂的条件下合成碳酸乙烯酯。
①MgCl2溶液中加入尿素生成沉淀和,并产生CO2气体。该反应的离子方程式为__________ 。
②MgCl2与氢氧化钠反应生成沉淀,过滤后将沉淀焙烧得到MgO。与氢氧化钠作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂焙烧生成的MgO作催化剂效果更好,其原因是__________ 。
(2)以CH4和CO2催化重整制备合成气。
恒压,750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,经过如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ⅱ产生H2O(g)的化学方程式:__________ 。
②上述流程中参与反应且可循环利用的物质有______ 。
A.Fe3O4 B.CaO C.H2O D.He
(3)我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池,电极材料为金属锌和选择性催化材料。电池工作时,双极隔膜(由阴、阳膜复合而成)层间的H2O解离成H+和OH-,在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。电池工作原理如题图所示:
放电时,电池正极反应为__________ 。
(1) CO2和环氧乙烷在MgO作催化剂的条件下合成碳酸乙烯酯。
①MgCl2溶液中加入尿素生成沉淀和,并产生CO2气体。该反应的离子方程式为
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(2)以CH4和CO2催化重整制备合成气。
恒压,750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料,经过如下流程可实现CO2高效转化。
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②上述流程中参与反应且可循环利用的物质有
A.Fe3O4 B.CaO C.H2O D.He
(3)我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池,电极材料为金属锌和选择性催化材料。电池工作时,双极隔膜(由阴、阳膜复合而成)层间的H2O解离成H+和OH-,在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。电池工作原理如题图所示:
放电时,电池正极反应为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】的接触氧化是工业生产硫酸的关键步骤,其化学方程式为。某研究性学习小组研究了相同温度下该反应的物质变化和能量变化,他们分别在恒温密闭容器中加入一定量的物质,获得如下数据:
回答下列问题:
(1)若容器①的容积变为原来的2倍,则的平衡转化率______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)容器①②中均达到平衡时,放出热量_______ (填“>”“<”或“=”):容器②中从反应开始到平衡时的平均反应速率______ (用含和的代数式表示)。
(3)在450℃、100kPa条件下,的平衡体积分数随起始时投料的变化如图所示,用平衡压强(平衡压强=该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度,450℃时,该反应的___ 。
(4)会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少的排放,回答下列方法中的问题。
方法1(双碱法):用NaOH溶液吸收,并用CaO使NaOH再生:NaOH溶液溶液
①写出过程i的离子方程式:_______ ;
②CaO在水中存在如下转化:。从平衡移动的角度,简述过程ii中NaOH再生的原理:_________ 。
方法2:用氨水除去
③已知:室温下,。若氨水浓度为,则溶液中的_________ ;将过量通入该氨水中,生成的产物为_______ 。
容器编号 | 容器体积/L | 起始时各物质的物质的量/mol | 达到平衡的时间/min | 平衡时反应热量变化/kJ | ||
① | 1 | 0.050 | 0.030 | 0 | 放出热量: | |
② | 1 | 0.100 | 0.060 | 0 | 放出热量: |
(1)若容器①的容积变为原来的2倍,则的平衡转化率
(2)容器①②中均达到平衡时,放出热量
(3)在450℃、100kPa条件下,的平衡体积分数随起始时投料的变化如图所示,用平衡压强(平衡压强=该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度,450℃时,该反应的
(4)会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少的排放,回答下列方法中的问题。
方法1(双碱法):用NaOH溶液吸收,并用CaO使NaOH再生:NaOH溶液溶液
①写出过程i的离子方程式:
②CaO在水中存在如下转化:。从平衡移动的角度,简述过程ii中NaOH再生的原理:
方法2:用氨水除去
③已知:室温下,。若氨水浓度为,则溶液中的
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解答题-实验探究题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】Ⅰ.某温度下,向一刚性密闭容器中充入X、Y、Z三种气体,气体物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)反应的化学方程式为___________ 。
(2)下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
a.Y的体积分数在混合气体中保持不变 b.X、Y的反应速率比为1:1
C.容器内气体压强保持不变 d.生成的同时消耗
Ⅱ.某研究性学习小组利用与酸性溶液的反应,探究“外界条件对化学反应速率的影响”,实验记录如下表所示:
查阅资料:溶液中滴加过量的,振荡后溶液由紫色变为无色,反应的离子方程式为:。
回答下列问题:
(3)___________ ,___________ ;
(4)若探究温度对化学反应速率的影响,可选择实验___________ (填组别)。
(5)计算A组实验的平均反应速率v(KMnO4)=___________ 。
(6)甲同学依据经验绘制出A组实验中V(CO2)随时间t的变化如图1所示,乙同学查阅资料发现实验过程中V(CO2)随时间t的变化趋势如图2所示。
小组同学针对这一现象,设计实验进一步探究影响因素,具体情况见下表。
①补全方案1中的实验操作:___________ 。
②方案2中的假设为___________ 。
(1)反应的化学方程式为
(2)下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是
a.Y的体积分数在混合气体中保持不变 b.X、Y的反应速率比为1:1
C.容器内气体压强保持不变 d.生成的同时消耗
Ⅱ.某研究性学习小组利用与酸性溶液的反应,探究“外界条件对化学反应速率的影响”,实验记录如下表所示:
实验级别 | 实验温度/K | 参加反应的物质 | 溶液褪色所需时间/s | ||||
溶液(含硫酸) | 溶液 | ||||||
A | 293 | 3 | 0.2 | 7 | 1 | 0 | 60 |
B | 3 | 0.2 | 5 | 1 | 80 | ||
C | 313 | 3 | 0.2 | 1 | 2 | t1 |
回答下列问题:
(3)
(4)若探究温度对化学反应速率的影响,可选择实验
(5)计算A组实验的平均反应速率v(KMnO4)=
(6)甲同学依据经验绘制出A组实验中V(CO2)随时间t的变化如图1所示,乙同学查阅资料发现实验过程中V(CO2)随时间t的变化趋势如图2所示。
小组同学针对这一现象,设计实验进一步探究影响因素,具体情况见下表。
方案 | 假设 | 实验操作 |
1 | 该反应放热,使溶液温度升高,化学反应速率提高 | 向烧杯中加入溶液和溶液,___________ |
2 | ___________ | 取溶液加入烧杯中,向其中加入少量硫酸锰固体,再加入溶液 |
②方案2中的假设为
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【推荐3】过量排放NO会污染大气,研究其性质及转化,对降低含氮物质的污染有重大的意义。
(1)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的活化能Ea=-akJ•mol-1,合成中有关物质的摩尔生成焓(一定温度压强下,由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓)如下表:
则NO2(g)=NO(g)+O2(g)的活化能Ea=___ kJ·mol-1(用含a的式子表示)
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)分两步反应:
2NO(g)N2O2(g)△H1<0快速平衡
N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2<0慢反应
在其他条件不变的情况下,2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)反应速率随着温度升高而减小,请解释原因___ 。
(2)向一密闭容器中充入6molCO和4molNO,在85kPa恒压条件下进行反应2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.8kJ•mol-1,一定温度下发生反应,10min达到平衡,测得NO的转化率为75%,从开始反应到建立平衡,以N2表示的反应速率v(N2)=___ kPa•min-1;该反应的平衡常数Kp=___ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);平衡后再通入0.75molCO和0.75molCO2,化学反应向___ (填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)方向进行。
为同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可以采取的措施有___ 。
a.改用高效催化剂b.增加NO的浓度
c.增加CO的浓度d.升高温度
(3)工业上以惰性材料为电极采用电解法处理NO,将NO转化成NH4NO3,用硝酸铵溶液作电解质溶液。阳极、阴极上产生含氮物质的物质的量之比为___ (不考虑水解)。
(1)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的活化能Ea=-akJ•mol-1,合成中有关物质的摩尔生成焓(一定温度压强下,由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓)如下表:
物质 | NO | NO2 | O2 |
摩尔生成焓△H/kJ•mol-1 | 90 | 33 | 0 |
则NO2(g)=NO(g)+O2(g)的活化能Ea=
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)分两步反应:
2NO(g)N2O2(g)△H1<0快速平衡
N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2<0慢反应
在其他条件不变的情况下,2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)反应速率随着温度升高而减小,请解释原因
(2)向一密闭容器中充入6molCO和4molNO,在85kPa恒压条件下进行反应2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.8kJ•mol-1,一定温度下发生反应,10min达到平衡,测得NO的转化率为75%,从开始反应到建立平衡,以N2表示的反应速率v(N2)=
为同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可以采取的措施有
a.改用高效催化剂b.增加NO的浓度
c.增加CO的浓度d.升高温度
(3)工业上以惰性材料为电极采用电解法处理NO,将NO转化成NH4NO3,用硝酸铵溶液作电解质溶液。阳极、阴极上产生含氮物质的物质的量之比为
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(0.65)
解题方法
【推荐1】碳捕集、将CO2转化为C2H4、C2H5OH等高附加值化学品,是实现碳中和目标的重要方式。回答下列问题:
(1)早期,工业上用热钾碱(K2CO3)溶液吸收烟气中的CO2。该反应在加压下进行的目的是____ 。
(2)1972年,Fox利用C2H6(g)+CO2(g)→C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH,将CO2转化为C2H4。
①上述反应的能量变化如图所示,则ΔH=_______ kJ·mol-1。
②某温度下,等物质的量的C2H6和CO2在刚性容器内发生上述反应,tmin时达到平衡。已知起始总压为akPa,平衡时总压为bkPa,0~tmin的平均反应速率为v(CO2)=________ kPa·min-1,该反应的平衡常数Kp=_______ (用含a、b的代数式表示),欲提高CO2的平衡转化率,可采取的措施有________ (填标号)。
A.通入惰性气体 B.增加C2H6浓度 C.增加CO2浓度 D.降低温度
③2000年,我国学者研究CeO2催化上述反应的过程为:
(i)2CeO2+C2H6=Ce2O3+C2H4+H2O
(ii)_______ (写出化学方程式)。
(3)2020年,我国学者利用电化学装置将CO2高效转化为C2H4和C2H5OH,其原理如图所示:
①阳极的电极反应式为_______ 。
②标准状况下,若消耗2.24LCO2,转移电子个数为_______ 。
(1)早期,工业上用热钾碱(K2CO3)溶液吸收烟气中的CO2。该反应在加压下进行的目的是
(2)1972年,Fox利用C2H6(g)+CO2(g)→C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH,将CO2转化为C2H4。
①上述反应的能量变化如图所示,则ΔH=
②某温度下,等物质的量的C2H6和CO2在刚性容器内发生上述反应,tmin时达到平衡。已知起始总压为akPa,平衡时总压为bkPa,0~tmin的平均反应速率为v(CO2)=
A.通入惰性气体 B.增加C2H6浓度 C.增加CO2浓度 D.降低温度
③2000年,我国学者研究CeO2催化上述反应的过程为:
(i)2CeO2+C2H6=Ce2O3+C2H4+H2O
(ii)
(3)2020年,我国学者利用电化学装置将CO2高效转化为C2H4和C2H5OH,其原理如图所示:
①阳极的电极反应式为
②标准状况下,若消耗2.24LCO2,转移电子个数为
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【推荐2】I. 科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”,其简单流程如图所示部分(条件及物质未标出)。
(1)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g),某温度下,将1 mol CO2和3 mol H2充入体积不变的2 L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下:
用H2表示前2 h平均反应速率v(H2) =__________ mol·(L·h)-1。
(2)在300 ℃、8 MPa下,将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1∶3通入一密闭容器中发生(1)中反应,达到平衡时,测得二氧化碳的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数Kp=________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。在0.1 MPa时,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系:
①该反应的ΔH______ 0 (填“>”、“=”或“<”)。
②曲线c表示的物质为____________________ 。
II. 砷有两种常见的弱酸,砷酸(H3AsO4)和亚砷酸(H3AsO3)。某小组欲探究可逆反应AsO33-+I2+2OH- ⇌ AsO43- + 2I- + H2O。设计如下图I所示装置。实验操作及现象:按图I装置加入试剂并连接装置,电流由C2流入C1。当电流变为零时,向图I装置左边烧杯中逐滴加入一定量2mol/L的盐酸,发现又产生电流,实验中电流与时间的关系如图II所示。
(1)图II中AsO43-的逆反应速率:a____ b( 填“>”、“<”或“=” )。
(2)写出图II中c点对应图I装置的正极反应式__________________________ 。
(3)能判断该反应达到平衡状态的是________ 。
a.2v(I-)正=v(AsO33-)逆b.溶液的pH不再变化
c.电流表示数变为零 d.溶液颜色不再变化
(1)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g),某温度下,将1 mol CO2和3 mol H2充入体积不变的2 L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
P后/P前 | 0.9 | 0.85 | 0.83 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
(2)在300 ℃、8 MPa下,将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1∶3通入一密闭容器中发生(1)中反应,达到平衡时,测得二氧化碳的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数Kp=
(3)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。在0.1 MPa时,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系:
①该反应的ΔH
②曲线c表示的物质为
II. 砷有两种常见的弱酸,砷酸(H3AsO4)和亚砷酸(H3AsO3)。某小组欲探究可逆反应AsO33-+I2+2OH- ⇌ AsO43- + 2I- + H2O。设计如下图I所示装置。实验操作及现象:按图I装置加入试剂并连接装置,电流由C2流入C1。当电流变为零时,向图I装置左边烧杯中逐滴加入一定量2mol/L的盐酸,发现又产生电流,实验中电流与时间的关系如图II所示。
(1)图II中AsO43-的逆反应速率:a
(2)写出图II中c点对应图I装置的正极反应式
(3)能判断该反应达到平衡状态的是
a.2v(I-)正=v(AsO33-)逆b.溶液的pH不再变化
c.电流表示数变为零 d.溶液颜色不再变化
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【推荐3】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:。一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①
②
①对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的体积分数,又能加快反应速率的是___________ 。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂 d.降低压强
②对于反应②,时,往2 L密闭容器中充入和水蒸气。反应建立平衡后,体系中。该温度下此反应的平衡常数K=___________ ;保持温度不变,向上述体系中再加入0.2 mol CO,当反应重新达到平衡时,水蒸气的总的转化率为___________ 。
(2)如图表示500℃、条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:___________ 。
(3)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)___________ ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:___________ 。(任写两条)
(1)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①
②
①对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的体积分数,又能加快反应速率的是
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂 d.降低压强
②对于反应②,时,往2 L密闭容器中充入和水蒸气。反应建立平衡后,体系中。该温度下此反应的平衡常数K=
(2)如图表示500℃、条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:
(3)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)
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