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德國(guó)人哈伯在1905年發(fā)明了合成氨的方法:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.4kJ?mol-1,他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成氨的反應(yīng)。在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molN2和3molH2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計(jì))后在一定溫度壓強(qiáng)下開(kāi)始反應(yīng),并用壓力計(jì)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下表:
反應(yīng)時(shí)間/min 0 5 10 15 20 25 30
壓強(qiáng)/MPa 16.80 14.78 13.86 13.27 12.85 12.60 12.60
則從反應(yīng)開(kāi)始到25min時(shí),以H2表示的平均反應(yīng)速率=
0.03mol/(L?min)
0.03mol/(L?min)
。
(2)隨著溫度升高,單位時(shí)間內(nèi)NH3的產(chǎn)率增大,溫度高于900℃以后,單位時(shí)間內(nèi)NH3的產(chǎn)率開(kāi)始下降的原因可能是:①升高溫度催化劑活性降低;②
升高溫度,平衡逆向移動(dòng)
升高溫度,平衡逆向移動(dòng)
。
(3)工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氰酸(HCN)的反應(yīng)為:NH3(g)+CH4(g)?3H2(g)+HCN(g)ΔH>0,在其他條件一定,該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件Y變化的關(guān)系如圖所示,Y代表
C
C
(填字母代號(hào))。

A.原料中CH4與NH3的體積比
B.溫度
C.壓強(qiáng)
(4)500℃、壓強(qiáng)為10P0時(shí),工業(yè)合成氨進(jìn)料體積比V(N2):V(H2)=1:3時(shí),平衡混合氣體中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%,求Kp=
1
108
P
2
0
1
108
P
2
0
[Kp為用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算求得的平衡常數(shù)(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),用含P0的代數(shù)式表示]。
(5)我國(guó)科研人員發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)使用Pt單原子催化劑有著高達(dá)90%以上的甲醇選擇性。反應(yīng)歷程如圖,其中TS表示過(guò)渡態(tài),吸附在催化劑表面上的物種用*表示。

上述能壘為1.15eV的反應(yīng)為
HCOOH* (g)+2H2(g)=HCOO* (g)+H*+2H2(g)或HCOOH*(g)=HCOO*(g)+H*
HCOOH* (g)+2H2(g)=HCOO* (g)+H*+2H2(g)或HCOOH*(g)=HCOO*(g)+H*

【答案】0.03mol/(L?min);升高溫度,平衡逆向移動(dòng);C;
1
108
P
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0
;HCOOH* (g)+2H2(g)=HCOO* (g)+H*+2H2(g)或HCOOH*(g)=HCOO*(g)+H*
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:46引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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T(mén)2℃,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
  • 2.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
  • 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(kāi)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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