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合成氨工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中有重要意義,以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問(wèn)題,請(qǐng)回答:
(1)2007年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者格哈德?埃特爾,確認(rèn)了合成氨反應(yīng)機(jī)理。673K時(shí),各步反應(yīng)的能量變化如圖1所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用“*”標(biāo)注。

圖中決速步驟的反應(yīng)方程式為
1
2
N2*+
3
2
H2*=N+3H
1
2
N2*+
3
2
H2*=N+3H
,該步反應(yīng)的活化能Ea=
62
62
kJ/mol。
(2)某小組進(jìn)行工業(yè)合成氨N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0的模擬研究,在1 L密閉容器中,分別加入0.1 mol N2和0.3 mol H2。實(shí)驗(yàn)①、②、③中c(N2)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示。
與實(shí)驗(yàn)①相比,實(shí)驗(yàn)②所改變的外界條件可能是
使用催化劑
使用催化劑
,實(shí)驗(yàn)③所改變的外界條件可能為
升高溫度
升高溫度
。

(3)400℃時(shí),N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0,K1=0.5,則反應(yīng)2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K2=
2
2
,若某時(shí)刻測(cè)得NH3、N2和H2物質(zhì)的量濃度均為1mol?L-1時(shí),則該反應(yīng)的v 
v(填“<”、“>”或“=”)。
(4)某小組往一恒溫恒壓容器中充入9molN2和23molH2模擬合成氨的反應(yīng),圖3為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系圖。
①溫度T1、T2、T3中,最大的是
T3
T3

②若體系在T2、60MPa下達(dá)到平衡如圖3,此時(shí)H2的平衡分壓為
15
15
MPa,(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),計(jì)算此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
0.043
0.043
 (MPa)-2。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,保留2位有效數(shù)字)

【答案】
1
2
N2*+
3
2
H2*=N+3H;62;使用催化劑;升高溫度;2;>;T3;15;0.043
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:9引用:1難度:0.7
相似題
  • 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=
     
    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(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T(mén)2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)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(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
     
    (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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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(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
  • 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)=
     
    mol/L,反應(yīng)開(kāi)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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