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工業(yè)合成氨反應為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。
化學鍵 H-H N-H N≡N
鍵能(kJ?mol-1 436 391 945.6
(1)已知:鍵能是1mol化學鍵完全斷裂形成氣態(tài)原子所需要吸收的能量,部分化學鍵的鍵能如表格所示。計算每合成2molNH3需要
放出
放出
(填“放出”或“吸收”)
92.4
92.4
kJ的熱量。
(2)實驗室中模擬合成氨過程,將1molN2和2.7molH2置于恒溫、體積為2L的容器中反應。下列情況可說明該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是
e
e
(填序號)。
a.反應不再進行,已經(jīng)停止
b.單位時間內生成nmolN2的同時,生成3nmolH2
c.3v(H2)=2v(NH3
d.N2、H2和NH3的物質的量濃度之比為1:3:2
e.混合氣體的壓強不再改變
f.混合氣體的密度不再改變
若10min時測得氫氣濃度為1.2mol?L-1,則用氨氣表示的0~10min內的平均化學反應速率為
0.01mol?L-1?min-1
0.01mol?L-1?min-1
;10min時的體系總壓強與初始時的總壓強之比為
35:37
35:37
。
(3)工業(yè)合成氨過程中,按一定投料比將原料氣以及催化劑置于反應容器中,測得在不同溫度和壓強下達到化學平衡狀態(tài)時的氨的平衡含量(%)如表格所示:
壓強(MPa)
氨的平衡含量(%)
溫度(攝氏度)
0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
實際生產(chǎn)時,通常采用鐵觸媒作為催化劑、在400~500℃和10~30MPa的條件下合成氨。結合所學知識以及上述表格數(shù)據(jù)分析,工業(yè)上采用400~500℃反應的原因是
提高反應速率,此溫度下催化劑活性最大
提高反應速率,此溫度下催化劑活性最大
。
(4)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿Α0毖跞剂想姵氐墓ぷ髟砣鐖D所示。
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a電極的電極反應式是
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

b電極的電極反應式是
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
。

【答案】放出;92.4;e;0.01mol?L-1?min-1;35:37;提高反應速率,此溫度下催化劑活性最大;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/25 1:0:8組卷:8引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉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=
     
    kJ?mol-1
    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
     
    。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (3)在800℃時,
    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,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù)。計算結果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應: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的物質的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (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
     
    極。
    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
  • 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,相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉化率=
    制備目標物質消耗原料的量
    原料總的轉化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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