氨是重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一。
Ⅰ.(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。T=673K時(shí),各步反應(yīng)的能量變化如圖所示,圖中的能量單位為kJ?mol-1(注:圖中“吸”表示在催化劑表面的吸附)。
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圖中決速步驟的反應(yīng)方程式為 12N2吸+32H2吸=N吸+3H吸12N2吸+32H2吸=N吸+3H吸。
(2)向某反應(yīng)容器中投入5molN2、15molH2,在不同溫度下反應(yīng)平衡體系中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示:
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①溫度T1、T2、T3中最高的是 T3T3;M點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率為 40%40%。
②1939年捷姆金和佩熱夫推導(dǎo)出氨合成反應(yīng)在接近平衡時(shí)凈速率方程式為:r(NH3)=k1p(N2)[p3(H2)p2(NH3)]α-k2[p2(NH3)p3(H2)]1-α,k1、k2分別為正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù),p(N2)、p(NH3)、p(H2)代表各組分的分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),α為常數(shù)。工業(yè)上以鐵為催化劑時(shí),α可取0.5,由M點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算k1k2=0.073(MPa)?20.073(MPa)?2(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)773K時(shí),將、N2、H2按物質(zhì)的量之比1:3通入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示:
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①0~5min內(nèi)的平均速率v(H2)=0.3mol?L-1?min-10.3mol?L-1?min-1。
②773K時(shí),若將起始時(shí)N2和H2的物質(zhì)的量均加倍(反應(yīng)器容積不變)時(shí),圖中 BB點(diǎn)可表示反應(yīng)剛達(dá)到平衡時(shí)的c(H2)。
③773K時(shí),向上述反應(yīng)器中通入N2、H2、NH3,使三者的濃度均為3mol?L-1,達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)將 增大增大(填“增大”“減小”或“不變”)。
Ⅱ.CO2和NH3兩者發(fā)生反應(yīng)可減少污染或用于工業(yè)生產(chǎn)。
(4)H2CO3電離常數(shù)為:Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11。已知0.1mol/LNH4HCO3溶液的pH=8,則在此溶液中:
①下列有關(guān)離子濃度的關(guān)系式中,正確的是 CDCD(填字母)。
A.c(NH4+)+c(NH3?H2O)+c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)+c(OH-)
B.c(NH4+)+c(NH3?H2O)=c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.c(H2CO3)-c(CO32-)-c(NH3?H2O)=9.9×10-7mol/L
D.等體積等物質(zhì)的量濃度NH4HCO3與NaCl溶液混合析出晶體,靜置,上層清液中存在:c(H+)+c(NH4+)>c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
②c(H2CO3):c(CO32-)=6.256.25(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
1
2
3
2
1
2
3
2
[
p
3
(
H
2
)
p
2
(
N
H
3
)
]
α
[
p
2
(
N
H
3
)
p
3
(
H
2
)
]
1
-
α
k
1
k
2
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;離子濃度大小的比較.
【答案】N2吸+H2吸=N吸+3H吸;T3;40%;0.073(MPa)?2;0.3mol?L-1?min-1;B;增大;CD;6.25
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2
3
2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:1難度:0.4
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1.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:60引用:6難度:0.6 -
2.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=
(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
(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
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
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)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
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)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(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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