(1)“哈伯法”合成氨的反應(yīng):N2(g)+3H2(g)450℃/Fe200bar2NH3(g)△H,相關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如表:
450
℃
/
F
e
200
bar
化學(xué)鍵 | N≡N | H-H | N-H |
鍵能(kJ?mol-1) | 946.0 | 436.0 | 390.8 |
-90.8
-90.8
kJ?mol-1。②向密閉容器中按1:3體積比通入N2和H2,反應(yīng)達平衡時NH3的體積分數(shù)為25.0%,則N2的平衡轉(zhuǎn)化率α(N2)=
40%
40%
。(2)“球磨法”是在溫和的條件下(45℃和1bar,lbar≈100kPa)合成氨,氨的最終體積分數(shù)可高達82.5%。該法分為兩個步驟(如圖):第一步,鐵粉在球磨過程中被反復(fù)劇烈碰撞而活化,產(chǎn)生高密度的缺陷,氮分子被吸附在這些缺陷上([Fe(N*)]),有助于氮分子的解離。第二步,N*發(fā)生加氫反應(yīng)得到NHx*(x=1~3),劇烈碰撞中,NHx*從催化劑表面脫附得到產(chǎn)物氨。
①“球磨法”與“哈伯法”相比較,下列說法中正確的是
AD
AD
。(選填標號)A.催化劑(Fe)缺陷密度越高,N2的吸附率越高
B.“哈伯法”采用高溫主要用于解離氮氮三鍵,而“球磨法”不用解離氮氮三鍵
C.“球磨法”中“劇烈碰撞”僅僅為了產(chǎn)生“活化缺陷”
D.“球磨法”不采用高壓,是因為低壓產(chǎn)率已經(jīng)較高,加壓會增大成本
②機械碰撞有助于催化劑缺陷的形成,而摩擦生熱會使體系溫度升高。圖甲是N2吸附量、體系溫度隨球磨轉(zhuǎn)速變化曲線,則應(yīng)選擇的最佳轉(zhuǎn)速約
400
400
轉(zhuǎn)/min。若選擇500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速,N2的吸附量降低的原因是 轉(zhuǎn)速過快,體系升溫太快,溫度升高不利于N2吸附
轉(zhuǎn)速過快,體系升溫太快,溫度升高不利于N2吸附
。③如圖乙,平衡時NH3的體積分數(shù)隨N2初始壓強增大而
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”),說明N2與H2的投料比 ≥
≥
1:3。(選填“≤”、“=”或“≥”)【答案】-90.8;40%;AD;400;轉(zhuǎn)速過快,體系升溫太快,溫度升高不利于N2吸附;減??;≥
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:64引用:3難度:0.3
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以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).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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