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氫氣在社會(huì)發(fā)展中有著重要的作用,如新能源的開(kāi)發(fā),氫能源的儲(chǔ)存一直是科學(xué)界在研究的方向。
Ⅰ.利用氨熱分解法制氫氣是可行方法之一。
一定條件下,利用催化劑將氨氣分解為氮?dú)夂蜌錃狻O嚓P(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵 N≡N H-H N-H
鍵能kJ?mol-1 946 436.0 390.08
(1)已知該反應(yīng)的ΔS=+198.9J?mol-1?K-1,在下列哪個(gè)溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行?
D
D
(填標(biāo)號(hào))(已知:T=(273.15+t)K)。
A.50℃
B.100℃
C.150℃
D.200℃
(2)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究.在一定溫度和催化劑的條件下,將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa),部分物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖1所示。
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①若保持容器體積不變,t1時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,用H2的分壓變化表示0~t1時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率是
120
t
1
120
t
1
kPa?min-1。
②t2時(shí)將容器體積迅速縮小至原來(lái)的一半并保持不變,圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢(shì)的曲線是(用圖中a、b、c、d表示),理由是
容器體積縮小,平衡逆向移動(dòng),氮?dú)獾姆謮合妊杆僭龃蠛筮m當(dāng)減小
容器體積縮小,平衡逆向移動(dòng),氮?dú)獾姆謮合妊杆僭龃蠛筮m當(dāng)減小
。
③該溫度下,反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ=
0.48
0.48
。(已知:分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),對(duì)于反應(yīng)dD(g)+eE(g)?gG(g)+hH(g) KΘ=
p
G
p
Θ
g
?
p
H
p
Θ
h
p
D
p
Θ
d
?
p
E
p
Θ
e
,其中pΘ=100kPa,pG、pH、pD、pE為各組分的平衡分壓)。
Ⅱ.下列是大規(guī)模制取H2的方法之一:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)在一定體積的密閉容器中,其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表:
T/℃ 700 800 830 1000 1200
K
5
3
10
9
1.0
10
17
5
13
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(3)圖2表示不同溫度條件下,CO平衡轉(zhuǎn)化率隨著n(H2O)/n(CO)的變化趨勢(shì)。判斷T1、T2和T3的大小關(guān)系并說(shuō)明理由:
T1<T2<T3,因?yàn)楦鶕?jù)K值可知正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在比例相同時(shí),溫度越低,CO轉(zhuǎn)化率越大
T1<T2<T3,因?yàn)楦鶕?jù)K值可知正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在比例相同時(shí),溫度越低,CO轉(zhuǎn)化率越大

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(4)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),其它條件不變,在相同時(shí)間內(nèi),向反應(yīng)體系中投入一定量的CaO可以增大H2的體積分?jǐn)?shù),理由是:
CaO 可以吸收產(chǎn)生的CO2,使反應(yīng)正向移動(dòng)
CaO 可以吸收產(chǎn)生的CO2,使反應(yīng)正向移動(dòng)
。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示(已知:1微米=10-6米,1納米=10-9米)。投入納米CaO比微米CaO,H2的體積分?jǐn)?shù)更高的原因是
納米CaO表面積比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO強(qiáng)
納米CaO表面積比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO強(qiáng)
。

【答案】D;
120
t
1
;容器體積縮小,平衡逆向移動(dòng),氮?dú)獾姆謮合妊杆僭龃蠛筮m當(dāng)減小;0.48;T1<T2<T3,因?yàn)楦鶕?jù)K值可知正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在比例相同時(shí),溫度越低,CO轉(zhuǎn)化率越大;CaO 可以吸收產(chǎn)生的CO2,使反應(yīng)正向移動(dòng);納米CaO表面積比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO強(qiáng)
【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)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:17引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)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(duì)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(yīng)選擇800℃的原因是
     

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    (3)在800℃時(shí),
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,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(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡(jiǎn)分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽(yáng)極電極反應(yīng)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(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)法不正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)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(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)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(yīng),相同時(shí)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=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說(shuō)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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