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工業(yè)合成氨反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
化學(xué)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(xué)鍵完全斷裂形成氣態(tài)原子所需要吸收的能量,部分化學(xué)鍵的鍵能如表格所示。計(jì)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(shí)驗(yàn)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(yīng)。下列情況可說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
e
e
(填序號(hào))。
a.反應(yīng)不再進(jìn)行,已經(jīng)停止
b.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolN2的同時(shí),生成3nmolH2
c.3v(H2)=2v(NH3
d.N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2
e.混合氣體的壓強(qiáng)不再改變
f.混合氣體的密度不再改變
若10min時(shí)測(cè)得氫氣濃度為1.2mol?L-1,則用氨氣表示的0~10min內(nèi)的平均化學(xué)反應(yīng)速率為
0.01mol?L-1?min-1
0.01mol?L-1?min-1
;10min時(shí)的體系總壓強(qiáng)與初始時(shí)的總壓強(qiáng)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(yīng)容器中,測(cè)得在不同溫度和壓強(qiáng)下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的氨的平衡含量(%)如表格所示:
壓強(qiáng)(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(shí)際生產(chǎn)時(shí),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(jié)合所學(xué)知識(shí)以及上述表格數(shù)據(jù)分析,工業(yè)上采用400~500℃反應(yīng)的原因是
提高反應(yīng)速率,此溫度下催化劑活性最大
提高反應(yīng)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?。氨氧燃料電池的工作原理如圖所示。
菁優(yōu)網(wǎng)
a電極的電極反應(yīng)式是
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
。
b電極的電極反應(yīng)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(yīng)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(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:2024/8/25 1:0:8組卷:8引用:1難度:0.7
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)最重要的課題,故研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。
    (1)含氮化合物在生產(chǎn)、生命活動(dòng)中有重要的作用?;卮鹣铝袉栴}:
    已知4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H1=-akJ/mol
    4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g)△H2=-bkJ/mol
    H2O(1)═H2O(g)△H3=+ckJ/mol
    寫出在298K時(shí),氨氣燃燒生成N2的熱化學(xué)方程式
     
    。
    (2)燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)═2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ?mol-1對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理來減少SO2的排放。對(duì)于該反應(yīng),在T℃時(shí),借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下表:
    時(shí)間/min
    濃度/(mol?L-1
    0 10 20 30 40 50
    O2 1.00 0.79 0.60 0.60 0.64 0.64
    CO2 0 0.42 0.80 0.80 0.88 0.88
    ①10~20min內(nèi),平均反應(yīng)速率v(CO2)=
     
    mol?L-1?min-1;當(dāng)降低溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K
     
    。(填“增大”、“減小”或“不變”)
    ②30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷,改變的條件可能是
     
    。(填字母)
    A.通入一定量的CO2
    B.加入一定量的粉狀碳酸鈣
    C.適當(dāng)縮小容器的體積
    D.加入合適的催化劑
    (3)NOx的排放主要來自于汽車尾氣,有人利用反應(yīng)C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H=-34.0kJ?mol-1,用活性炭對(duì)NO進(jìn)行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,保持恒壓測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。由圖可知,1050K后反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小,其原因?yàn)?!--BA-->
     
    ;在1100K時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù)為
     
    。
    (4)用碘水可吸收SO2,其中I2可進(jìn)行反應(yīng)H2(g)+I2(g)?2HI(g)△H<0達(dá)平衡后,降低溫度,平衡可能逆向移動(dòng),可能的原因是
     
    。
    (5)為避免汽車尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染,需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-746.8kJ?mol-1,生成無毒的N2和CO2。實(shí)驗(yàn)測(cè)得,v=k?c2(NO)?c2(CO),v=k?c(N2)?c2(CO2)(k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。
    ①達(dá)到平衡后,僅升高溫度,k增大的倍數(shù)
     
    (填“>”、“<”或“=”)k增大的倍數(shù)。
    ②若在1L的密閉容器中充入1mol CO和1mol NO,在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則
    k
    k
    =
     
    。(算出具體數(shù)值,保留2位有效數(shù)字)

    發(fā)布:2024/10/31 8:0:1組卷:16引用:1難度:0.5
  • 2.木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的,均屬混合物。沒有固定的幾何外形,所以稱為無定形碳,在工業(yè)上有著重要用途?;卮鹣铝袉栴}:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)木炭與硫黃、火硝(硝酸鉀)按一定比例混合即為黑火藥。黑火藥爆炸時(shí)生成硫化鉀、氮?dú)夂投趸肌:诨鹚幈ǖ幕瘜W(xué)方程式為
     
    。若有15g木炭參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
     
    。
    (2)工業(yè)上的炭黑是由烴類裂解而制得的高度分散性的黑色粉末狀物質(zhì)。
    ①已知幾個(gè)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
    C(s)+O2 (g)═CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1
    2H2(g)+O2 (g)═2H2O(1)△H2=-571.6kJ?mol-1
    CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(1)△H3=-890.3kJ?mol-1
    則由天然氣生產(chǎn)炭黑的熱化學(xué)方程式為
     
    。
    ②如圖1是溫度對(duì)天然氣生產(chǎn)炭黑轉(zhuǎn)化率的影響,下列有關(guān)說法正確的是
     

    A.甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)
    B.增大體系壓強(qiáng),能提高甲烷的轉(zhuǎn)化率
    C.在反應(yīng)體系中加催化劑,反應(yīng)速率增大
    D.升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小
    (3)活性炭可以用來凈化氣體和液體。
    ①用活性炭還原氮氧化物,可防止空氣污染。向1L密閉容器加入一定量的活性炭和NO,某溫度下發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)═N2(g)+CO2(g),測(cè)得不同時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表:
    物質(zhì)的量/mol
    時(shí)間/min
    NO N2 CO2
    0 0.200 0 0
    10 0.116 0.042 0.042
    20 0.080 0.060 0.060
    30 0.080 0.060 0.060
    此溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
     
     (保留兩位小數(shù))。10~20min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率為
     
    ;若30min后升高溫度,達(dá)到新平衡時(shí),容器中c(NO):c(N2):c(CO2)=2:1:1,則該反應(yīng)的△H
     
    0(填“>”、“<”或“=”)。
    ②活性炭和鐵屑混合可用于處理水中污染物。在相同條件下,測(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu2+和Pb2+的去除率,結(jié)果如圖2所示。當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí),也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是
     
    ;當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時(shí),隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是
     
    。

    發(fā)布:2024/10/31 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.6
  • 3.鉛具有優(yōu)秀的機(jī)械加工性能,可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機(jī)械、船舶工業(yè)、以及放射性防護(hù)等領(lǐng)域。
    (1)鉛的主要礦藏形式是方鉛礦(PbS)利用其冶煉鉛的反應(yīng)過程如下:
    2PbS(s)+3O2(g)═2PbO(s)+2SO2(g)△H=akJ?mol-1
    PbS(s)+2O2(g)═PbSO4(s)△H=bkJ?mol-1
    PbS(s)+2PbO(s)═3Pb(s)+SO2(g)△H=ckJ?mol-1
    則利用方鉛礦和鉛礬礦(主要成分為 PbSO4)冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化 學(xué)方程式為
     

    (2)鉛也可以采用熱還原法冶煉:PbO(s)+CO(g )?Pb(s)+CO2(g)△H=d kJ?mol-1,已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如表:
    溫度/℃ 300 727 1227
    K 106.2 631 17.4
    ①d
     
    0(填>、<或=)
    ②已知某溫度下 K=10,向密閉容器中加入足量的 Pb 和一定量的 CO2 平衡時(shí),混合氣 體中 CO  的體積分?jǐn)?shù)為
     

    (3)新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì),電池總反應(yīng):
    Pb+PbO2+4H+
    放電
    充電
    2Pb2++2H2O
    下列關(guān)于該電池的說法正確的是
     
    。
    a.充放電時(shí),溶液中 Pb2+濃度保持不變
    b.放電時(shí),溶液中 H+向 PbO2極區(qū)移動(dòng)
    c.放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為:Pb-2e-═Pb2+
    d.充電時(shí)的陽極反應(yīng)式為:Pb2++4OH--2e-═PbO+2H2O
    (4)河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下 Pb 元素在水中的各種存在形式 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) α 和溶液 pH 的關(guān)系如圖所示:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至 pH=13時(shí)的主要離子反應(yīng)方程式是
     
    ,其平衡常數(shù)數(shù)值為
     

    發(fā)布:2024/11/1 8:0:2組卷:29引用:1難度:0.2
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