合成氨工藝是人工固氮的重要途徑,解決數(shù)億人口生存問題。
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180.5kJ?mol-1
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H2=-905kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3=-483.6kJ?mol-1
則N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的ΔH=92.4kJ/mol92.4kJ/mol。
(2)合成氨反應(yīng)在催化劑作用下的反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài)):
第一步N2(g)→2N*;H2(g)→2H*(慢反應(yīng))
第二步N*+H*?NH*;NH*+H*?NH2*;NH2*+H*?NH3*(快反應(yīng))
第三步NH3*?NH3(g)(快反應(yīng))
①第一步反應(yīng)的活化能E1與第二步反應(yīng)的活化能E2相比:E1>E2,請寫出判斷理由 活化能越大,反應(yīng)速率越慢活化能越大,反應(yīng)速率越慢。
②下列關(guān)于該合成氨工藝的理解正確的是 ADAD(填標(biāo)號)。
A.合成氨實際工業(yè)生產(chǎn)條件是高溫、高壓、合適的催化劑
B.當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時,在原料氣(N2和H2的比例不變)中添加少量惰性氣體,不會改變平衡轉(zhuǎn)化率
C.基于NH3有較強(qiáng)的分子間作用力,可將其液化,不斷將液氨移去,有利于提高正反應(yīng)速率
D.分離空氣可得N2,通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2,原料氣須經(jīng)過凈化處理,以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生
(3)在一定條件下,向某反應(yīng)容器中投入5molN2、15molH2,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)變化曲線如圖所示:
①溫度T1、T2、T3中,最大的是 T3T3,M點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為 40%40%。
②1939年捷姆金和佩熱夫推出合成氨反應(yīng)在接近平衡時凈速率方程式為:r(NH3)=k1p(N2)[p3(H2)p2(NH3)]α-k2[p2(NH3)p3(H2)](1-α)。k1、k2分別為正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù);p(N2)、p(H2)、p(NH3)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,α=0.5。由M點(diǎn)數(shù)據(jù)計算k1k2=136.69136.69MPa-2(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)將N2和H2以一定的流速,分別通過甲、乙兩種催化劑進(jìn)行反應(yīng),相同時間內(nèi)測量逸出氣體中N2的含量,從而確定N2的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果如圖所示:
a點(diǎn) 不是不是(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài),N2的轉(zhuǎn)化率在a~b段呈現(xiàn)如圖變化,可能的原因是 a點(diǎn)后升高溫度,甲催化劑活性降低,反應(yīng)速率減小,導(dǎo)致脫氮率減小a點(diǎn)后升高溫度,甲催化劑活性降低,反應(yīng)速率減小,導(dǎo)致脫氮率減小。
[
p
3
(
H
2
)
p
2
(
N
H
3
)
]
α
[
p
2
(
N
H
3
)
p
3
(
H
2
)
]
(
1
-
α
)
k
1
k
2
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計算;化學(xué)平衡的影響因素;用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算;轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線.
【答案】92.4kJ/mol;活化能越大,反應(yīng)速率越慢;AD;T3;40%;136.69;不是;a點(diǎn)后升高溫度,甲催化劑活性降低,反應(yīng)速率減小,導(dǎo)致脫氮率減小
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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=
(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(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(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
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
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。陽極的電極反應(yīng)式為發(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: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)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
把好題分享給你的好友吧~~