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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)。

圖中決速步驟的反應(yīng)方程式為
1
2
N2吸+
3
2
H2吸=N+3H
1
2
N2吸+
3
2
H2吸=N+3H
。
(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:

①溫度T1、T2、T3中最高的是
T3
T3
;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
[
p
3
H
2
p
2
N
H
3
]
α
-k2
[
p
2
N
H
3
p
3
H
2
]
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
k
1
k
2
=
0.073(MPa)?2
0.073(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:

①0~5min內(nèi)的平均速率v(H2)=
0.3mol?L-1?min-1
0.3mol?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
B
B
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
CD
CD
(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-)=
6.25
6.25
(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

【答案】
1
2
N2吸+
3
2
H2吸=N+3H;T3;40%;0.073(MPa)?2;0.3mol?L-1?min-1;B;增大;CD;6.25
【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
相似題
  • 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=
     
    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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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
  • 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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