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運用化學(xué)反應(yīng)原理研究合成氨反應(yīng)有重要意義,請回答下列問題:
(1)生成氫氣:將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣。
C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ?mol-1,ΔS=+133.7J?mol-1?K-1,該反應(yīng)在低溫下
不能
不能
(“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。
(2)已知在T℃時,反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的平衡常數(shù)K=0.5,相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)為
化學(xué)鍵 N≡N H-H N-H
鍵能/(kJ?mol-1 946 436 390.8
①T℃時,2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的ΔH=
+90.8kJ/mol
+90.8kJ/mol

②T℃時,在1L密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol、4mol,則此時反應(yīng)v(N2
=
=
v(N2)(填“>”“<”“=”或“不能確定”)。
(3)近期,我國科學(xué)家為了解決合成氨反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾,選擇使用Fe-TiO2-xHy雙催化劑,通過光輻射產(chǎn)生溫差(如體系溫度為495℃時,F(xiàn)e的溫度為547℃,而TiO2-xHy的溫度為415℃)。結(jié)合圖示解釋該雙催化劑的工作原理
“熱Fe”高于體系溫度,N2在“熱Fe”表面斷裂,有利于提高合成氨反應(yīng)速率;“冷Ti”低于體系溫度,氨氣在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡產(chǎn)率;
“熱Fe”高于體系溫度,N2在“熱Fe”表面斷裂,有利于提高合成氨反應(yīng)速率;“冷Ti”低于體系溫度,氨氣在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡產(chǎn)率;

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(4)已知合成氨反應(yīng)的速率方程為:v=kcα(N2)cβ(H2)c-1(NH3),k為反應(yīng)速率常數(shù)。在合成氨過程中,需要不斷分離出氨,該操作的目的是
利于平衡正向移動,提高氨的平衡產(chǎn)率;加快合成氨的反應(yīng)速率
利于平衡正向移動,提高氨的平衡產(chǎn)率;加快合成氨的反應(yīng)速率
。
(5)以氨為原料生產(chǎn)尿素的方程式為2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g)。
①為進(jìn)一步提高NH3的平衡轉(zhuǎn)化率,下列措施能達(dá)到目的的是
AB
AB
(填字母)。
A.增大CO2的濃度
B.增大壓強
C.及時轉(zhuǎn)移生成的尿素
D.使用更高效的催化劑
②尿素的合成分兩步進(jìn)行:a.2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(l)ΔH=-117kJ/mol
b.NH2COONH4(l)?CO(NH22(l)+H2O(g)ΔH=+15kJ/mol,第一步反應(yīng)速率快,可判斷活化能較大的是
第二步
第二步
(填“第一步”或“第二步”)。
③某實驗小組為了模擬工業(yè)合成尿素,在恒溫恒容的真空密閉容器中充入一定量的CO2和NH3發(fā)生反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(1)+H2O(g),反應(yīng)過程中NH3的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。實驗測得體系平衡時的壓強為10MPa,計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
0.15
0.15
(MPa)-2(已知:分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。
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【答案】不能;+90.8kJ/mol;=;“熱Fe”高于體系溫度,N2在“熱Fe”表面斷裂,有利于提高合成氨反應(yīng)速率;“冷Ti”低于體系溫度,氨氣在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡產(chǎn)率;;利于平衡正向移動,提高氨的平衡產(chǎn)率;加快合成氨的反應(yīng)速率;AB;第二步;0.15
【解答】
【點評】
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:2024/6/27 10:35:59組卷:54引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.工業(yè)上常用天然氣作為制備CH3OH的原料.已知:
    ①CH4(g)+O2(g)?CO(g)+H2(g)+H2O(g)△H=-321.5kJ/mol
    ②CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+250.3kJ/mol
    ③CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.0kJ/mol
    (1)CH4(g)與O2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式為
     

    (2)向VL恒容密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2,在不同壓強下合成甲醇.CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示:
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    ①壓強P1
     
    P2(填“<”、“>”或“=”)
    ②在100℃、P1壓強時,平衡常數(shù)為
     
    (用含a、V的代數(shù)式表示).
    (3)如圖2所示是甲醇燃料電池(電解質(zhì)溶液為稀硫酸)結(jié)構(gòu)示意圖,Pt(a)電極通入的M為
     
    ,電極反應(yīng)式是
     
    .若用該電池電解CuSO4溶液,當(dāng)?shù)玫?.2g銅時,參加反應(yīng)的氣體N的體積應(yīng)為
     
    L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).

    發(fā)布:2024/11/18 8:0:1組卷:9引用:4難度:0.3
  • 2.將E(s)和F(g)加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(s)+4F(g)?G(g)已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示。下列說法正確的是( ?。?br />
    溫度/℃ 25 230
    平衡常數(shù) 5×104 1.9×10-5

    發(fā)布:2024/11/17 14:30:2組卷:11引用:4難度:0.7
  • 3.一定溫度(t℃)下,向1L密閉容器中通入H2和I2各0.15mol,發(fā)生如下反應(yīng):H2(g)+I2(g)?2HI(g),一段時間后達(dá)到平衡,測得數(shù)據(jù)如下:
    t/min 2 4 7 9
    n(I2)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
    請回答:
    (1)2min內(nèi),v(H2)=
     
    mol/(L?min)。
    (2)下列能證明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是
     
    (填字母)。
    a.v(H2)=v(HI)
    b.混合氣體的顏色不再發(fā)生變化
    c.混合氣體中各組分的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化
    d.混合氣體的密度不再變化
    (3)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為
     
    。
    (4)H2的平衡轉(zhuǎn)化率是
     

    (5)該溫度(t℃)下,若開始通入一定量的H2和I2,反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得c(H2)=0.4mol/L,c(I2)=0.9mol/L,則平衡時c(HI)=
     
    mol/L。

    發(fā)布:2024/11/18 13:0:1組卷:21引用:3難度:0.7
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