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工業(yè)利用N2、H2催化合成氨實(shí)現(xiàn)了人類“向空氣中要面包”的夢(mèng)想。
(1)原料氣(含N2、H2、CO)中的CO能被催化劑吸附,需經(jīng)過銅氨液處理除去,反應(yīng)為:[Cu(NH32]++CO+NH3?[Cu(NH33CO]+ΔH<0。
①除去原料氣中CO的理由是
防止催化劑中毒
防止催化劑中毒
。
②為提高CO吸收率,應(yīng)選擇的條件為
C
C
。
A.高溫高壓
B.高溫低壓
C.低溫高壓
D.低溫低壓
③[Cu(NH33CO]+中的配體為
NH3、CO
NH3、CO
。
(2)研究發(fā)現(xiàn)鐵催化劑表面上合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在鐵催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

①該反應(yīng)歷程中最大活化能對(duì)應(yīng)步驟的化學(xué)方程式為
NH2*+H*=NH3*
NH2*+H*=NH3*
。合成氨反應(yīng)
1
2
N2(g)+
3
2
H2(g)?NH3(g)的ΔH=
-(a-b)
-(a-b)
kJ?mol-1(用圖中字母表示)。
②鐵催化合成氨時(shí)N2與H2需吸附在催化劑表面活性位點(diǎn)進(jìn)行反應(yīng),由合成氨反應(yīng)的速率方程v=k?c(N2)?c1.5(H2)?c-1(NH3)(k為速率常數(shù))可知,c(NH3)越大,反應(yīng)速率越小。原因是
氨氣濃度越大,占據(jù)催化劑表面更多活性位點(diǎn),阻礙氮?dú)夂蜌錃獾奈?/div>
氨氣濃度越大,占據(jù)催化劑表面更多活性位點(diǎn),阻礙氮?dú)夂蜌錃獾奈?/div>。
(3)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)可表達(dá)為:Kθ=
p
N
H
3
p
θ
2
p
N
2
p
θ
p
H
2
p
θ
3
,其中pθ為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(0.1MPa),pNH3、pN2和pH2分別為各組分的平衡分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。若N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1:3,反應(yīng)在恒溫、恒壓(10MPa)下進(jìn)行,平衡時(shí)N2轉(zhuǎn)化率為50%,則Kθ=
5.3×10-4
5.3×10-4
(寫出計(jì)算過程,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】防止催化劑中毒;C;NH3、CO;NH2*+H*=NH3*;-(a-b);氨氣濃度越大,占據(jù)催化劑表面更多活性位點(diǎn),阻礙氮?dú)夂蜌錃獾奈剑?.3×10-4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:81引用:1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(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T2℃,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
  • 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(  )

    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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