一種在常溫、常壓下催化電解實(shí)現(xiàn)工業(yè)合成氨反應(yīng)的工藝為:2N2(g)+6H2O(l)═4NH3(g)+3O2(g),ΔH1=+1530kJ?mol-1
該反應(yīng)可分兩步完成:
反應(yīng)Ⅰ:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)ΔH2=-92.4kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ:2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)ΔH3
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)ΔH3=+571.6+571.6kJ?mol-1。
(2)將1.00molN2和3.00molH2充入到3L的恒容密閉容器中模擬反應(yīng)Ⅰ:
①該反應(yīng)中物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖甲所示,0~10min內(nèi),v(H2)=0.075mol?L-1?min-10.075mol?L-1?min-1。
②不同溫度和壓強(qiáng)下測(cè)得平衡時(shí)混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖乙所示,則B、C兩點(diǎn)的平衡常數(shù)KB==KC(填“>”、“<”、“=”或“不確定”);B點(diǎn)時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率=82%82%(保留2位有效數(shù)字)。
![](http://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202310/100/5978a89a.png)
(3)從圖乙中獲知反應(yīng)Ⅰ存在著高溫降低平衡產(chǎn)率與低溫降低反應(yīng)速率等調(diào)控矛盾。在提高合成氨的產(chǎn)率的工業(yè)生產(chǎn)中,通常從以下多個(gè)視角來(lái)綜合考慮合理的工業(yè)生產(chǎn)條件:
反應(yīng)速率的視角:①加入催化劑;②提高溫度(控制在催化劑的活性溫度內(nèi))
平衡移動(dòng)和原料的轉(zhuǎn)化率的視角:③增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng),④增大N2的濃度增大N2的濃度。
(4)科學(xué)家為避免直接破壞N≡N鍵而消耗大量熱能,通過(guò)新型催化劑降低了反應(yīng)路徑中決速步的能壘(圖丙),使該反應(yīng)在常溫、常壓下采用電化學(xué)方法也能實(shí)現(xiàn),反應(yīng)裝置如圖丁所示:
![](http://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202310/133/5285eb9b.png)
①反應(yīng)路徑中的決速步為 ⅡⅡ。(填寫(xiě)“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)
②陰極上的電極反應(yīng)式為 N2+6H++6e-═2NH3N2+6H++6e-═2NH3。
N
2
+
6
H
+
+
6
e
-
═
2
N
H
3
N
2
+
6
H
+
+
6
e
-
═
2
N
H
3
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素;電解原理;用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線.
【答案】+571.6;0.075mol?L-1?min-1;=;82%;增大壓強(qiáng);增大N2的濃度;Ⅱ;
N
2
+
6
H
+
+
6
e
-
═
2
N
H
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/30 0:0:8組卷:22引用:1難度:0.5
相似題
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:61引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3