氨是重要的基礎化工產品之一。
Ⅰ.(1)2007年度諾貝爾化學獎獲得者格哈德?埃特爾確認了合成氨反應機理。T=673K時,各步反應的能量變化如圖所示,圖中的能量單位為kJ?mol-1(注:圖中“吸”表示在催化劑表面的吸附)。
圖中決速步驟的反應方程式為 12N2吸+32H2吸=N吸+3H吸12N2吸+32H2吸=N吸+3H吸。
(2)向某反應容器中投入5molN2、15molH2,在不同溫度下反應平衡體系中氨的質量分數(shù)隨壓強變化的曲線如圖所示:
①溫度T1、T2、T3中最高的是 T3T3;M點N2的轉化率為 40%40%。
②1939年捷姆金和佩熱夫推導出氨合成反應在接近平衡時凈速率方程式為:r(NH3)=k1p(N2)[p3(H2)p2(NH3)]α-k2[p2(NH3)p3(H2)]1-α,k1、k2分別為正反應和逆反應的速率常數(shù),p(N2)、p(NH3)、p(H2)代表各組分的分壓(分壓=總壓×物質的量分數(shù)),α為常數(shù)。工業(yè)上以鐵為催化劑時,α可取0.5,由M點數(shù)據(jù)計算k1k2=0.073(MPa)?20.073(MPa)?2(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)773K時,將、N2、H2按物質的量之比1:3通入反應器進行反應。反應體系中各物質濃度與時間的關系如圖所示:
①0~5min內的平均速率v(H2)=0.3mol?L-1?min-10.3mol?L-1?min-1。
②773K時,若將起始時N2和H2的物質的量均加倍(反應器容積不變)時,圖中 BB點可表示反應剛達到平衡時的c(H2)。
③773K時,向上述反應器中通入N2、H2、NH3,使三者的濃度均為3mol?L-1,達到平衡時NH3的體積分數(shù)將 增大增大(填“增大”“減小”或“不變”)。
Ⅱ.CO2和NH3兩者發(fā)生反應可減少污染或用于工業(yè)生產。
(4)H2CO3電離常數(shù)為:Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11。已知0.1mol/LNH4HCO3溶液的pH=8,則在此溶液中:
①下列有關離子濃度的關系式中,正確的是 CDCD(填字母)。
A.c(NH4+)+c(NH3?H2O)+c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)+c(OH-)
B.c(NH4+)+c(NH3?H2O)=c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.c(H2CO3)-c(CO32-)-c(NH3?H2O)=9.9×10-7mol/L
D.等體積等物質的量濃度NH4HCO3與NaCl溶液混合析出晶體,靜置,上層清液中存在:c(H+)+c(NH4+)>c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
②c(H2CO3):c(CO32-)=6.256.25(結果保留三位有效數(shù)字)。
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2
3
2
1
2
3
2
[
p
3
(
H
2
)
p
2
(
N
H
3
)
]
α
[
p
2
(
N
H
3
)
p
3
(
H
2
)
]
1
-
α
k
1
k
2
【答案】N2吸+H2吸=N吸+3H吸;T3;40%;0.073(MPa)?2;0.3mol?L-1?min-1;B;增大;CD;6.25
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:1難度:0.4
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發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6 -
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A.減小C2H2的濃度
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(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應速率v(B)=
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