合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項重大突破,是化學(xué)和技術(shù)對社會發(fā)展與進(jìn)步的巨大貢獻(xiàn)之一,也充分說明了含氮化合物對人類生存的巨大意義.回答下列問題:
(1)合成氨的反應(yīng)歷程和能量變化如圖所示:
①合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.2kJ?mol-1N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.2kJ?mol-1.
②對總反應(yīng)速率影響較大的步驟的能壘(活化能)為 352.0352.0kJ.
(2)合成氨的反應(yīng)條件研究:實驗測定不同條件下,平衡時氨氣的含量與起始?xì)涞?div dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math">[n(H2)n(N2)]
[
n
(
H
2
)
n
(
N
2
)
]
①T0
>
>
420℃(填“<”“>”或“=”,下同).②b點時的轉(zhuǎn)化率:α(N2)
=
=
α(H2).③a、b、c、d四點對應(yīng)的平衡常數(shù)由大到小的順序為
Kb=Kc>Ka>Kd
Kb=Kc>Ka>Kd
(用Ka、Kb、Kc、Kd表示);工業(yè)上合成氨一般以α-鐵觸媒為催化劑,400~500℃條件下反應(yīng),選取該反應(yīng)溫度而非室溫或更高溫度的原因主要是 該條件下催化劑活性最強(qiáng)
該條件下催化劑活性最強(qiáng)
.(3)p(N2)、p(H2)、p(NH3)分別代表N2、H2、NH3的分壓,Kp代表壓力平衡常數(shù)(用平衡時的分壓代替平衡時的濃度表示),一定條件下,上述合成氨反應(yīng)接近平衡時,遵循如下方程:v(NH3)=k正?p(N2)
[
p
3
(
H
2
)
p
2
(
N
H
3
)
]
1
-
a
k
逆
[
p
2
(
N
H
3
)
p
3
(
H
2
)
]
1
-
a
k正=k逆?Kp
k正=k逆?Kp
.【答案】N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.2kJ?mol-1;352.0;>;=;Kb=Kc>Ka>Kd;該條件下催化劑活性最強(qiáng);k正=k逆?Kp
【解答】
【點評】
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