工業合成氨反應的反應熱是多少

A. 合成氨反應溫度是多少度

我國是一個人口眾多的國家，糧食生產在農業生產的發展中佔有重要的位置。通常增加糧食產量的途徑是擴大耕地面積，但根據我國國情，可開墾的荒地已基本開發殆盡，這就決定了糧食增產必須走提高單位面積產量的途徑。

施肥不僅能提高土壤肥力，而且也是提高作物單位面積產量的重要措施。化肥是農業生產最基礎而且是最重要的物質投入。中國能以佔世界7％的耕地養活了佔世界22％的人口，可以說化肥起到舉足輕重的作用。

化肥是指用化學方法製成的含有一種或幾種農作物生長需要的營養元素的肥料，常見的有氮肥、磷肥、鉀肥以及微量元素肥料。其中氮肥是使用量最大的，全世界的耕地每年大約施入氮肥2億噸。

氮是構成生物體的一種必需元素，植物將這些物質用於形成氨基酸，而氨基酸則用於形成蛋白質，蛋白質在活細胞中起到很多重要的作用。

在地球的水域、土壤、大氣和生物覆蓋層中存在著許多氮，農作物在生長中會攝取這些氮。但由於土壤中的氮不斷減少，需要大量施肥來補充。在傳統農業中，農民們通過利用人類和動物的廢料及施用綠肥，但這種方法不能提供足夠的氮，因此農作物產量很低。

19世紀的科學家開始了解氮、磷、鉀等關鍵養分在農業生產中的重要作用。1898年，德國科學家發明了一種製造氮肥的方法，利用煉焦爐使焦炭與石灰和純氮發生化學反應，生成含有鈣、碳和氮的化合物。但是這種方法能耗太高，無法實際應用。

19世紀末，德國化學家弗里茨·哈伯發明了一種新的合成氨的方法，即利用鋨和鈾作為催化劑，在200個大氣壓和500℃條件下，使氫和氮兩種氣體發生化合反應，能夠廉價生產大量氮肥。由於這項發明，哈伯在1919年獲得諾貝爾化學獎。

從此，氮肥在農業中得到越來越廣泛的使用。1913年，德國建立了第一家生產合成氨的工廠，每年可生產6萬噸氮肥。到20世紀50年代，全世界氮肥的使用量逐漸上升到1000萬噸。如今，全世界每年施用約2億噸氮肥，占農作物吸收全部氮量的40％左右。人類食物中大約有1／3的蛋白質都來自於氮肥。

整個20世紀，全球人口的數量幾乎翻了兩番，而開墾的土地卻沒有相應增加。正是由於氮肥等農用肥料的大量使用，有效地解決了長期以來一直制約糧食生產的根本性的問題。許多人口密度高而又缺乏耕地的國家通過施用更多的氮肥，以生產出足夠的糧食，滿足人口增長對食物的需求。

B. 氨在國民經濟中佔有重要地位．（1）工業合成氨時，合成塔中每產生1mol NH3，放出46.1kJ的熱量．①工業合

（1）①反應物總能量大於生成物總能量，應為放熱反應，生成1mol氨氣放出46.1kJ熱量，則反應的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；
②反應熱等於反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設N-H的鍵能為x，則945.8+3×436-6x=-92.2，x=391；
故答案為：391；
（2）①合成氨的反應為放熱反應，反應溫度越高，越不利於反應的進行，曲線a的氨氣的物質的量分數最高，其反應溫度對應相對最低，所以a曲線對應溫度為200°C；
故答案為：200°C；
②A．及時分離出NH₃，可以使平衡正向進行，可以提高H₂的平衡轉化率，故A正確；
B．加催化劑能加快反應速率，但不能提高H₂的平衡轉化率，故B錯誤；
C．平衡常數與溫度有關，與其他條件無關，同一溫度下的平衡常數相同，反應是放熱反應，溫度越高平衡常數越小，上圖中M、N、Q點平衡常數K的大小關系是K（M）=K（Q）＞K（N），故C正確；
故答案為：AC．
③在M點氨氣的物質的量為60%，剩餘40%，因為反應器中按n（N₂）：n（H₂）=1：3投料，故剩餘氫氣物質的量為30%，因為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），即發生反應的氫氣物質的量90%，所以M點對應氫氣的轉化率=

C. 合成氨的反應是放熱反應，因此工業合成氨常採用低溫條件

前半句是對的，後半句是錯誤的。
合成氨反應的化學方程式為：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol，ΔH小於0所以確實是放熱。
雖然合成氨反應是放熱，提高溫度不利於平衡正向移動，但是合成氨需要鐵觸媒做催化劑，而鐵觸媒的最佳催化溫度是500度左右，所以要高溫，提高反應速率。

D. 工業上合成合成氨的熱化學方程式如下：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol（1）請在答卷上畫出以

（1）根據合成氨的熱化學方程式知，合成氨的反應為放熱反應，氮氣和氫氣的總能量高於氨氣的總能量，故反應過程中體系的能量變化圖為．

E. 工業合成氨是吸熱反應還是放熱反應

放熱反應，這個反應需要在500攝氏度的溫度下進行，但是不是因為這是吸熱反應，而是因為這個反應所用的催化劑需要在這個溫度下才能保持較大的活性

F. 合成氨工業的核心反應是N2（g）+3H2（g）催化劑高溫高壓2NH3（g）△H=Q kJ/mol．反應過程中能量變化如圖

（1）加入催化劑，降低反應的活化能，則E₁和E₂都減小，但活化能之差不變，則反應熱不變，故答案為：減小，減小；
（2）當0.5mol N₂和1.5mol H₂完全反應時，才能放出46.2kJ的熱量，但反應為可能反應，不能完全進行，則密閉容器中充入0.5mol N₂和1.5mol H₂，充分反應後，放出的熱量小於46.2kJ，
故答案為：＜；
（3）N₂（g）+3H₂（g）