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合成氨是人工固氮的主要手段,對人類生存社會進步和經(jīng)濟發(fā)展都有著重大意義。該反應歷程和能量變化如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。

(1)合成氨反應的熱化學方程式為
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol
。
(2)下表為不同溫度下合成氨反應的平衡常數(shù)。由此可推知,表中T2
572(填“>”“<”或“=”)。
T/K T1 572 T2
K 1.00×107 2.45×105 1.88×103
(3)在一定溫度和壓強下,將H2和N2按體積比3:1在密閉容器中混合,當該反應達到平衡時,測得平衡時體系的總壓強為P,混合氣體中NH3的體積分數(shù)為
3
7
,該反應的壓強平衡常數(shù)Kp=
49
3
p
2
49
3
p
2
。(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
(4)合成氨反應在工業(yè)生產(chǎn)中的大量運用,滿足了人口的急劇增長對糧食的需求,也為有機合成提供了足夠的原料一氨。合成氨反應是一個可逆反應:N2+3H2?2NH3。在298K時,K=4.1×106(mol?L-1-2。從平衡常數(shù)來看,反應的限度已經(jīng)很大,為什么還需要使用催化劑?
使用催化劑主要是為了(在不影響限度的情況下)加快反應速率,提高單位時間內(nèi)產(chǎn)量
使用催化劑主要是為了(在不影響限度的情況下)加快反應速率,提高單位時間內(nèi)產(chǎn)量
。
(5)若工業(yè)生產(chǎn)中N2和H2按投料比1:2.8的比例進入合成塔,采用此投料比的原因是
增加相對廉價原料氮氣的用量,提高相對昂貴原料氫氣的轉(zhuǎn)化率,降低生產(chǎn)成本
增加相對廉價原料氮氣的用量,提高相對昂貴原料氫氣的轉(zhuǎn)化率,降低生產(chǎn)成本
。
若從合成塔出來的混合氣體中氨的體積分數(shù)為15%,則N2和H2的轉(zhuǎn)化率比值為
0.93
0.93
。(保留兩位小數(shù))
(6)利用反應6NO2+8NH3═7N2+12H2O構(gòu)成電池,能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放,減輕環(huán)境污染,裝置如圖所示:

寫出電極B的電極反應式:
2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-
2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-

【答案】N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol;>;
49
3
p
2
;使用催化劑主要是為了(在不影響限度的情況下)加快反應速率,提高單位時間內(nèi)產(chǎn)量;增加相對廉價原料氮氣的用量,提高相對昂貴原料氫氣的轉(zhuǎn)化率,降低生產(chǎn)成本;0.93;2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:34引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,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:67引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得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后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。

    ①T℃時,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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    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。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽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:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的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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