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運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究合成氨反應(yīng)有重要意義,請回答下列問題:
(1)生成氫氣:將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣。
C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ?mol-1,ΔS=+133.7J?mol-1?K-1,該反應(yīng)在低溫下
不能
不能
(“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。
(2)已知在T℃時(shí),反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的平衡常數(shù)K=0.5,相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)為
化學(xué)鍵 N≡N H-H N-H
鍵能/(kJ?mol-1 946 436 390.8
①T℃時(shí),2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的ΔH=
+90.8kJ/mol
+90.8kJ/mol

②T℃時(shí),在1L密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol、4mol,則此時(shí)反應(yīng)v(N2
=
=
v(N2)(填“>”“<”“=”或“不能確定”)。
(3)近期,我國科學(xué)家為了解決合成氨反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾,選擇使用Fe-TiO2-xHy雙催化劑,通過光輻射產(chǎn)生溫差(如體系溫度為495℃時(shí),F(xiàn)e的溫度為547℃,而TiO2-xHy的溫度為415℃)。結(jié)合圖示解釋該雙催化劑的工作原理
“熱Fe”高于體系溫度,N2在“熱Fe”表面斷裂,有利于提高合成氨反應(yīng)速率;“冷Ti”低于體系溫度,氨氣在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡產(chǎn)率;
“熱Fe”高于體系溫度,N2在“熱Fe”表面斷裂,有利于提高合成氨反應(yīng)速率;“冷Ti”低于體系溫度,氨氣在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡產(chǎn)率;
。
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(4)已知合成氨反應(yīng)的速率方程為:v=kcα(N2)cβ(H2)c-1(NH3),k為反應(yīng)速率常數(shù)。在合成氨過程中,需要不斷分離出氨,該操作的目的是
利于平衡正向移動(dòng),提高氨的平衡產(chǎn)率;加快合成氨的反應(yīng)速率
利于平衡正向移動(dòng),提高氨的平衡產(chǎn)率;加快合成氨的反應(yīng)速率
。
(5)以氨為原料生產(chǎn)尿素的方程式為2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g)。
①為進(jìn)一步提高NH3的平衡轉(zhuǎn)化率,下列措施能達(dá)到目的的是
AB
AB
(填字母)。
A.增大CO2的濃度
B.增大壓強(qiáng)
C.及時(shí)轉(zhuǎn)移生成的尿素
D.使用更高效的催化劑
②尿素的合成分兩步進(jìn)行:a.2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(l)ΔH=-117kJ/mol
b.NH2COONH4(l)?CO(NH22(l)+H2O(g)ΔH=+15kJ/mol,第一步反應(yīng)速率快,可判斷活化能較大的是
第二步
第二步
(填“第一步”或“第二步”)。
③某實(shí)驗(yàn)小組為了模擬工業(yè)合成尿素,在恒溫恒容的真空密閉容器中充入一定量的CO2和NH3發(fā)生反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(1)+H2O(g),反應(yīng)過程中NH3的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。實(shí)驗(yàn)測得體系平衡時(shí)的壓強(qiáng)為10MPa,計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
0.15
0.15
(MPa)-2(已知:分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。
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【答案】不能;+90.8kJ/mol;=;“熱Fe”高于體系溫度,N2在“熱Fe”表面斷裂,有利于提高合成氨反應(yīng)速率;“冷Ti”低于體系溫度,氨氣在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡產(chǎn)率;;利于平衡正向移動(dòng),提高氨的平衡產(chǎn)率;加快合成氨的反應(yīng)速率;AB;第二步;0.15
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:54引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.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:59引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,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=
     
    kJ?mol-1。
    (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),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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    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
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    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。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 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)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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