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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(guò)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(shuō)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(guò)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。
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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(shū)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
  • 1.甲醇CH3OH是一種重要的化工原料,在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
    (1)已知
    甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC2H5OH(g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1
    ①屬于吸熱反應(yīng)的是
     
    (填羅馬數(shù)字)。
    ②反應(yīng)Ⅰ中,反應(yīng)物具有的總能量
     
    (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總能量。
    ③反應(yīng)Ⅱ的△S
     
    0(填“>”或“=”或者“<”),該反應(yīng)
     
    在任意溫度下自發(fā)(填“能或“不能”)。
    ④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
    C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)的△H=
     
    kJ?mol-1
    (2)合成CH3OH的一種反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)。一定條件下,將1molCO和2molH2在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過(guò)2 min反應(yīng)生成了amolCH3OH(反應(yīng)前后體積不變)
    ①此時(shí)CO的濃度為
     
    mol/L。
    ②2min內(nèi)用H2表示該反應(yīng)的速率為v(H2)=
     
    mol(L?min)。
    ③升高溫度,反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小,則該反應(yīng)為
     
    (填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”)。
    一定能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是
     
    。
    A.CO、C2H5OH的濃度相等
    B.2v(CO)=v(H2
    C.混合氣體的密度保持不變
    D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:7引用:1難度:0.5
  • 2.(1)已知:
    甲醇脫水反應(yīng)   2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH3OH(g)═C2H4 (g)+2H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C2H5OH (g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
     
    。
    (2)如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中n(H2O):n(C2H4)=1:1)。
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    若p2=8.0MPa,列式計(jì)算A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位);
    (3)以乙烯為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)。
    ①若KOH溶液足量,則負(fù)極的電極反應(yīng)式
     

    ②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時(shí)(假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計(jì)),則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是
     
    。

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:21引用:1難度:0.6
  • 3.(1)煤氣化制合成氣(CO 和 H2
    已知:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H1=131.3 kJ?mol-1
    C(s)+2H2 O(g)═CO2(g)+2H2(g)△H2=90 kJ?mol-1
    則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是
     

    (1)由合成氣制甲醇
    合成氣 CO 和H2 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0。
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    ①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個(gè)密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H2,四個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為 T1、T2、T3、T4 且恒定不變。在其他條件相同的情況下,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)進(jìn)行到 t min 時(shí)H2 的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示,則T3 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為
     
    (用 a、V 表示)
    ②如圖2反映的是在T3 溫度下,反應(yīng)進(jìn)行 t min 后甲醇的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物初始投料比
    c
    CO
    c
    H
    2
      的關(guān)系,請(qǐng)畫(huà)出T4 溫度下的變化趨勢(shì)曲線。
    ③在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,為測(cè)定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),可作
    為判斷依據(jù)的是
     

    A.管道內(nèi)氣體密度保持不變B.CO 的體積分?jǐn)?shù)保持不變
    C.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變D.c(H2)=2c(CH3OH)
    (3)由甲醇制烯烴
    主反應(yīng):2CH3OH?C2H4+2H2Oi;3CH3OH?C3H6+3H2Oii
    副反應(yīng):2CH3OH?CH3OCH3+H2Oiii
    某實(shí)驗(yàn)室控制反應(yīng)溫度為 400℃,在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑(Cat.1 和 Cat.2),以恒定的流速通入 CH3OH,在相同的壓強(qiáng)下進(jìn)行甲醇制烯烴的對(duì)比研究,得到如圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(選擇性:轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)
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    由圖象可知,使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降,可能的原因是(結(jié)合碰撞理論解釋)
     

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:43引用:2難度:0.3
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