1.氨是最重要的化學(xué)品之一,我國(guó)目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)根據(jù)如圖數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng):
N
2(g)+
H
2(g)=NH
3(g)的ΔH=
kJ/mol。
(2)合成氨氣的氫氣可由天然氣制備。
①其反應(yīng)如下CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)ΔH=+206kJ/mol,該反應(yīng)自發(fā)的條件是
(填“低溫自發(fā)”“高溫自發(fā)”或“任意溫度自發(fā)”);
②為提高CH
4的平衡轉(zhuǎn)化率,可采用的措施是
(填序號(hào));
A.使用合適的催化劑
B.采用較高的溫度
C.采用較高的壓強(qiáng)
D.延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間
③某溫度下,在1L密閉容器中充入0.2molCH
4和1.0molH
2O進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)再往容器內(nèi)充入0.2molCH
4和1.0molH
2O,則該反應(yīng)CH
4轉(zhuǎn)化率
(填“變大”“變小”或“不變”)。
(3)催化劑的選擇是合成氨的核心技術(shù)之一,使用催化劑1或催化劑2合成氨,產(chǎn)氨速率與溫度的關(guān)系如圖甲。
①由圖判斷,相同溫度下,活化能E
a1
E
a2(填“>”“<”或“=”,下同);
②在一定條件下,向某反應(yīng)容器中投入5molN
2和15molH
2,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)變化曲線如圖乙所示,溫度T
1、T
2、T
3中,最大的是
,M點(diǎn)N的轉(zhuǎn)化率為
;
③1939年捷姆金和佩熱夫推出氨合成反應(yīng)在接近平衡時(shí)凈速率方程式為r(NH
3)=k
1p(N
2)
-k
2。k
1、k
2分別為正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù),p(N
2)、p(H
2)、p(NH
3)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=0.5。由M點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算
=
(MPa)
-2。
(4)以氨作為燃料的固體氧化物(含有O
2-)燃料電池,具有全固態(tài)結(jié)構(gòu)、能量效率高、無(wú)污染等特點(diǎn)。工作原理如圖所示:
寫(xiě)出該電池的負(fù)極電極反應(yīng)方程式
。