合成氨是基本無機化工,氨是化肥工業(yè)和有機化工的主要原料,也是一種常用的制冷劑.
(1)已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1
②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H2
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3
則4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)ΔH=3△H3-2△H1-2△H23△H3-2△H1-2△H2(用△H1、△H2、△H3表達)
(2)圖Ⅰ是合成氨反應的能量與反應過程相關(guān)圖(未使用催化劑);圖Ⅱ是合成氨反應在2L容器中、相同投料情況下、其它條件都不變時,某一反應條件的改變對反應的影響圖.
①下列說法正確的是AEAE.
A.ΔH=-92.4kJ?mol-1
B.使用催化劑會使E1的數(shù)值增大
C.為了提高轉(zhuǎn)化率,工業(yè)生產(chǎn)中反應的溫度越低越好
D.圖Ⅱ是不同壓強下反應體系中氨的物質(zhì)的量與反應時間關(guān)系圖,且PA<PB
E.該反應的平衡常數(shù)KA<KB
F.在曲線A條件下,反應從開始到平衡,消耗N2的平均速率為n1/4t1mol?L-1?min-1
②下列能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是CC
A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2 B.v正(N2)=v逆(H2)
C.容器內(nèi)壓強保持不變 D.混合氣體的密度保持不變
(3)合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,合成氨反應的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如表:
溫度/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | 1.0 | 0.86 | 0.5 |
增大壓強、適當增大氮氫比、及時分離出產(chǎn)物中的NH3
增大壓強、適當增大氮氫比、及時分離出產(chǎn)物中的NH3
(要求答出兩點).②400℃時,測得某時刻氨氣、氮氣、氫氣的物質(zhì)的量濃度分別為3mol?L-1、2mol?L-1、1mol?L-1時,此時刻該反應的v正(N2)
<
<
v逆(N2)(填“>”、“<”或“=”).(4)常溫下向25mL 0.1mol/LNH3?H2O 溶液中,逐滴加入0.2mol/L的HN3溶液,溶液的pH變化曲線如圖Ⅲ所示.A、B、C、D 四個點中,水的電離程度最大的是
B
B
;D點時溶液中各離子濃度大小順序為c(N3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
c(N3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
.(5)有人設想尋求合適的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池.試寫出該電池的正極反應式
N2+8H++6e-═2NH4+
N2+8H++6e-═2NH4+
.【答案】3△H3-2△H1-2△H2;AE;C;增大壓強、適當增大氮氫比、及時分離出產(chǎn)物中的NH3;<;B;c(N3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);N2+8H++6e-═2NH4+
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:8引用:1難度:0.3
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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