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氫氣在社會發(fā)展中有著重要的作用,如新能源的開發(fā),氫能源的儲存一直是科學(xué)界在研究的方向。
Ⅰ.利用氨熱分解法制氫氣是可行方法之一。
一定條件下,利用催化劑將氨氣分解為氮氣和氫氣。相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵 N≡N H-H N-H
鍵能kJ?mol-1 946 436.0 390.08
(1)已知該反應(yīng)的ΔS=+198.9J?mol-1?K-1,在下列哪個溫度下反應(yīng)能自發(fā)進行?
D
D
(填標(biāo)號)(已知:T=(273.15+t)K)。
A.50℃
B.100℃
C.150℃
D.200℃
(2)某興趣小組對該反應(yīng)進行了實驗探究.在一定溫度和催化劑的條件下,將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進行反應(yīng)(此時容器內(nèi)總壓為200kPa),部分物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖1所示。

①若保持容器體積不變,t1時反應(yīng)達到平衡,用H2的分壓變化表示0~t1時間內(nèi)的反應(yīng)速率是
120
t
1
120
t
1
kPa?min-1。
②t2時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變,圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢的曲線是(用圖中a、b、c、d表示),理由是
容器體積縮小,平衡逆向移動,氮氣的分壓先迅速增大后適當(dāng)減小
容器體積縮小,平衡逆向移動,氮氣的分壓先迅速增大后適當(dāng)減小
。
③該溫度下,反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ=
0.48
0.48
。(已知:分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)?gG(g)+hH(g) KΘ=
p
G
p
Θ
g
?
p
H
p
Θ
h
p
D
p
Θ
d
?
p
E
p
Θ
e
,其中pΘ=100kPa,pG、pH、pD、pE為各組分的平衡分壓)。
Ⅱ.下列是大規(guī)模制取H2的方法之一:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)在一定體積的密閉容器中,其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表:
T/℃ 700 800 830 1000 1200
K
5
3
10
9
1.0
10
17
5
13
請回答下列問題:
(3)圖2表示不同溫度條件下,CO平衡轉(zhuǎn)化率隨著n(H2O)/n(CO)的變化趨勢。判斷T1、T2和T3的大小關(guān)系并說明理由:
T1<T2<T3,因為根據(jù)K值可知正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在比例相同時,溫度越低,CO轉(zhuǎn)化率越大
T1<T2<T3,因為根據(jù)K值可知正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在比例相同時,溫度越低,CO轉(zhuǎn)化率越大
。

(4)實驗發(fā)現(xiàn),其它條件不變,在相同時間內(nèi),向反應(yīng)體系中投入一定量的CaO可以增大H2的體積分?jǐn)?shù),理由是:
CaO 可以吸收產(chǎn)生的CO2,使反應(yīng)正向移動
CaO 可以吸收產(chǎn)生的CO2,使反應(yīng)正向移動
。
實驗結(jié)果如圖3所示(已知:1微米=10-6米,1納米=10-9米)。投入納米CaO比微米CaO,H2的體積分?jǐn)?shù)更高的原因是
納米CaO表面積比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO強
納米CaO表面積比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO強
。

【答案】D;
120
t
1
;容器體積縮小,平衡逆向移動,氮氣的分壓先迅速增大后適當(dāng)減小;0.48;T1<T2<T3,因為根據(jù)K值可知正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在比例相同時,溫度越低,CO轉(zhuǎn)化率越大;CaO 可以吸收產(chǎn)生的CO2,使反應(yīng)正向移動;納米CaO表面積比微米CaO大,吸收CO2能力比微米CaO強
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:17引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)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(yīng)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(guān)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(yīng)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(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)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(yīng)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
  • 2.反應(yīng) 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:59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A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)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(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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