德國人哈伯在1905年發(fā)明了合成氨的方法:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.4kJ?mol-1,他因此獲得了1918年諾貝爾化學獎。請回答下列問題:
(1)某化學研究性學習小組模擬工業(yè)合成氨的反應。在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molN2和3molH2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在一定溫度壓強下開始反應,并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強的變化如下表:
反應時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
壓強/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
0.03mol/(L?min)
0.03mol/(L?min)
。(2)隨著溫度升高,單位時間內(nèi)NH3的產(chǎn)率增大,溫度高于900℃以后,單位時間內(nèi)NH3的產(chǎn)率開始下降的原因可能是:①升高溫度催化劑活性降低;②
升高溫度,平衡逆向移動
升高溫度,平衡逆向移動
。(3)工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氰酸(HCN)的反應為:NH3(g)+CH4(g)?3H2(g)+HCN(g)ΔH>0,在其他條件一定,該反應達到平衡時NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件Y變化的關系如圖所示,Y代表
C
C
(填字母代號)。A.原料中CH4與NH3的體積比
B.溫度
C.壓強
(4)500℃、壓強為10P0時,工業(yè)合成氨進料體積比V(N2):V(H2)=1:3時,平衡混合氣體中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)為20%,求Kp=
1
108
P
2
0
1
108
P
2
0
(5)我國科研人員發(fā)現(xiàn)在反應CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)使用Pt單原子催化劑有著高達90%以上的甲醇選擇性。反應歷程如圖,其中TS表示過渡態(tài),吸附在催化劑表面上的物種用*表示。
上述能壘為1.15eV的反應為
HCOOH* (g)+2H2(g)=HCOO* (g)+H*+2H2(g)或HCOOH*(g)=HCOO*(g)+H*
HCOOH* (g)+2H2(g)=HCOO* (g)+H*+2H2(g)或HCOOH*(g)=HCOO*(g)+H*
。【答案】0.03mol/(L?min);升高溫度,平衡逆向移動;C;;HCOOH* (g)+2H2(g)=HCOO* (g)+H*+2H2(g)或HCOOH*(g)=HCOO*(g)+H*
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:45引用:2難度:0.5
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應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量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇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,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物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(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:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中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,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(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( ?。?/h2>
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N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
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,相同時間內(nèi)有關生成物物質(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( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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