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氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防科技中有著重要應(yīng)用,科研工作者對其進行著廣泛研究。請回答:
(1)某課題組實現(xiàn)了在常溫常壓下,以氮氣和液態(tài)水為原料制備氨氣,同時有氧氣生成。
已知,在一定溫度和壓強下,由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol純物質(zhì)的熱效應(yīng),稱為該物質(zhì)的生成熱(△H)。常溫常壓下、相關(guān)物質(zhì)的生成熱如下表所示:
物質(zhì) NH3(g) H2O(l)
△H/kJ?mol-1 -46 -242
上述合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
2N2(g)+6H2O(l)?3O2(g)+4NH3(g)△H=+1268 kJ?mol-1
2N2(g)+6H2O(l)?3O2(g)+4NH3(g)△H=+1268 kJ?mol-1
。
(2)利用生物電池,以H2、N2為原料合成氨的裝置如圖1所示。

Q、R均為催化劑,據(jù)圖示判斷,負極反應(yīng)的催化劑為
Q
Q
(填“Q”或“R”);正極的電極反應(yīng)式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
。
(3)氨氣是工業(yè)制硝酸的主要原料之一,催化氧化步驟中發(fā)生的主要反應(yīng)如下:
I.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-906kJ/mol
II.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266kJ/mol
將固定比例NH3和O2 的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器,反應(yīng)產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖2所示。
①催化氧化步驟中,最適宜的溫度為
T2
T2
(填“T1”或“T2”)。
②低于T1℃時,NO的產(chǎn)率較低的原因為
溫度較低時,反應(yīng)速率慢,同時部分反應(yīng)物生成N2
溫度較低時,反應(yīng)速率慢,同時部分反應(yīng)物生成N2
。
③高于T2℃時,NO的產(chǎn)率降低的可能原因為
AB
AB
(填選項字母)
A.催化劑活性降低    B.平衡常數(shù)減小
C.反應(yīng)活化能增大    D.氨氣溶于水
④T2℃(T1>T2)時,向20L恒容密閉容器中充入2molNH3和2.75molO2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的隨時間(t)變化關(guān)系如圖3所示。
T2℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.075
0.075
;5min時,改變了某一外界條件,所改變的條件可能為
升高溫度或縮小容器容積
升高溫度或縮小容器容積
。

【答案】2N2(g)+6H2O(l)?3O2(g)+4NH3(g)△H=+1268 kJ?mol-1;Q;N2+6H++6e-=2NH3;T2;溫度較低時,反應(yīng)速率慢,同時部分反應(yīng)物生成N2;AB;0.075;升高溫度或縮小容器容積
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:27引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.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,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),達到平衡時,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。

    ①T℃時,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,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    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
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,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:60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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