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合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)是目前最有效的工業(yè)固氮方法,解決數(shù)億人口生存問題。
(1)反應(yīng)歷程中各步勢能變化如圖所示,其中吸附在催化劑表面的物種用“ad”表示。
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該歷程中反應(yīng)速率最慢步驟的化學(xué)方程式為
Nad+3Had=NHad+2Had
Nad+3Had=NHad+2Had
。
(2)在t°C、壓強(qiáng)為0.9MPa條件下,向一恒壓密閉容器中通入氫氮比為3的混合氣體,體系中氣體的含量與時間變化關(guān)系如圖所示:
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①反應(yīng)20min達(dá)到平衡,試求0~20min內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率v(NH3)=
0.005
0.005
 MPa?min-1,該反應(yīng)的Kp=
0.23MPa-2
0.23MPa-2
 ( 保留小數(shù)點后兩位)。(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))
②以下敘述能說明該條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
acd
acd

a.氨氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變
b.容器中氫氮比保持不變
c.氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變
d.氣體密度保持不變
③若起始條件相同,在恒容容器中發(fā)生反應(yīng),則達(dá)到平衡時H2的含量符合圖中點
g
g
(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(3)利用催化劑通過電化學(xué)反應(yīng)在室溫下合成氨的原理如圖所示,該裝置中陰極的電極反應(yīng)式為
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3
。
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(4)25℃時用氨水吸收甲酸可得到HCOONH4溶液。已知25℃時酸的電離常數(shù)Ka=1.75×10-5,NH3?H2O的電離常數(shù)Kb=2×10-5。計算反應(yīng)NH3?H2O+HCOOH?COO-+
NH
+
4
+H2O 的平衡常數(shù)K=
3.5×104
3.5×104
。

【答案】Nad+3Had=NHad+2Had;0.005;0.23MPa-2;acd;g;N2+6e-+6H+=2NH3;3.5×104
【解答】
【點評】
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:27引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.Ⅰ.(1)苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)生成苯磺酸,苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝基苯,磺化反應(yīng)與硝化反應(yīng)不同,是可逆反應(yīng)。已知:H2SO4(濃硫酸)+菁優(yōu)網(wǎng),要使反應(yīng)向某一方向進(jìn)行,需采用不同的條件,要使苯磺酸重新轉(zhuǎn)變成苯和硫酸,需采用的條件是
     
    (請寫出兩點)。
    (2)苯的磺化反應(yīng)的特點是反應(yīng)中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復(fù)為苯所越過的能壘差別不大(如圖1所示)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    苯的硝化反應(yīng)歷程與苯的磺化反應(yīng)部分相似,但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,反應(yīng)是不可逆的,在圖2上畫出硝化反應(yīng)的不可逆過程(表示出中間體的能量)
     

    (3)發(fā)煙硫酸與苯反應(yīng)最快,在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應(yīng),生成苯磺酸:H2SO4(發(fā)煙硫酸)+菁優(yōu)網(wǎng),當(dāng)發(fā)煙硫酸和苯按1:1反應(yīng)達(dá)到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為
     
    。
    Ⅱ.苯胺是苯的又一重要的取代產(chǎn)物,一步法合成苯胺的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。
    相關(guān)反應(yīng)如下:
    菁優(yōu)網(wǎng),反應(yīng)①常溫下不自發(fā)。
    (4)往反應(yīng)①中加入H2O2(l)后,所得反應(yīng)(簡稱反應(yīng)②,下同)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,原因是
     
    (已知反應(yīng)①、②都是一步法合成苯胺的方法)。
    (5)下列描述正確的是
     
    。
    A.升高溫度反應(yīng)①的平衡常數(shù)增大
    B.加壓有利于反應(yīng)①、②的平衡正向移動
    C.反應(yīng)①中加入H2O2(l)后平衡正向移動
    D.增大苯和一水合氨的配料比有利于提高苯胺的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:17引用:1難度:0.5
  • 2.苯的結(jié)構(gòu)特點決定了苯容易發(fā)生取代反應(yīng),因此研究苯的取代產(chǎn)物及反應(yīng)機(jī)理具有重要意義。
    Ⅰ.(1)苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)生成苯磺酸,苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝基苯,磺化反應(yīng)與硝化反應(yīng)不同,是可逆反應(yīng)。已知:H2SO4(濃硫酸)+菁優(yōu)網(wǎng)
    室溫
    菁優(yōu)網(wǎng)+H2O,要使反應(yīng)向某一方向進(jìn)行,需采用不同的條件,要使苯磺酸重新轉(zhuǎn)變成苯和硫酸,需采用的條件是
     
    、
     
    。(請寫出兩點)
    (2)苯的磺化反應(yīng)的特點是反應(yīng)中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復(fù)為苯所越過的能壘差別不大(如圖1所示)。苯的硝化反應(yīng)歷程與苯的磺化反應(yīng)部分相似,但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,反應(yīng)是不可逆的,在圖2上畫出硝化反應(yīng)的不可逆過程(表示出中間體的能量)
     
    。菁優(yōu)網(wǎng)
    (3)發(fā)煙硫酸與苯反應(yīng)最快,在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應(yīng),生成苯磺酸:H2SO4(發(fā)煙硫酸)+菁優(yōu)網(wǎng)
    室溫
    菁優(yōu)網(wǎng)+H2O,當(dāng)發(fā)煙硫酸和苯按1:1反應(yīng)達(dá)到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為
     

    Ⅱ.苯胺是苯的又一重要的取代產(chǎn)物,一步法合成苯胺的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。相關(guān)反應(yīng)如下:
    菁優(yōu)網(wǎng)(l)+NH3?H2O(l)
    催化劑
    菁優(yōu)網(wǎng)(l)+H2↑(g)+H2O(1),反應(yīng)①常溫下不自發(fā)。
    (1)反應(yīng)①是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),判斷并說明理由:
     
    。
    (2)往反應(yīng)①中加入H2O2(l)后,所得反應(yīng)(簡稱反應(yīng)②,下同)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,原因是
     
    。(已知反應(yīng)①、②都是一步法合成苯胺的方法)
    (3)下列描述正確的是
     
    。
    A.升高溫度反應(yīng)①的平衡常數(shù)增大
    B.加壓有利于反應(yīng)①、②的平衡正向移動
    C.反應(yīng)①中加入H2O2(1)后平衡正向移動
    D.增大苯和一水合氨的配料比有利于提高苯胺的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:13引用:1難度:0.6
  • 3.煉鐵高爐用焦炭為還原料使Fe2O3還原為鐵,已知:
    Ⅰ.C(s)+CO2(g)?2CO(g)△H=+172kJ?mol-1
    Ⅱ.298K時,相關(guān)反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下表。
    熱力學(xué)數(shù)據(jù) 反應(yīng)①2Fe2O3(s)+3C(s)═4Fe(s)+3CO2(g) 反應(yīng)②Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)
    △H/kJ?mol-1 +468 △H2
    △G/kJ?mol-1 +301 -29
    △S/J?mol-1K-1 +558 +15
    (1)反應(yīng)②的焓變△H2的值為
     

    (2)反應(yīng)①和反應(yīng)②中
     
    (填“①”或“②”)代表高爐煉鐵的主要反應(yīng),理由是
     
    。
    (3)反應(yīng)①的△S遠(yuǎn)大于反應(yīng)②的原因是
     
    。
    (4)高爐煤氣為煉鐵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,經(jīng)除塵后,主要成分為CO、CO2、N2,其中可燃成分CO體積分?jǐn)?shù)約占25%,CO2、N2分別占15%、60%左右。在100kPa下,F(xiàn)e2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)在高爐內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),保留兩位小數(shù))。欲進(jìn)一步提高CO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施
     
    。
    a.適當(dāng)降低反應(yīng)體系的溫度
    b.及時移出體系中的CO2
    c.加入合適的催化劑
    d.增大Fe2O3的量
    (5)高爐煤氣中N2、CO2的含量較高,利用CO前需要對CO進(jìn)行富集,實現(xiàn)CO與CO2和N2的分離。CO吸附劑的開發(fā)大多數(shù)以亞銅為活性組分負(fù)載在各種載體上,然后采用變壓吸附(PSA)方式在含N2體系中脫出CO.如圖是變壓吸附回收高爐煤氣中CO的流程圖。
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    PSA-Ⅰ吸附CO2時間對PSA-Ⅱ中CO回收率的影響見圖,由此可見,為了保證載體亞銅吸附劑對CO的吸附和提純要求,應(yīng)采取的措施是
     
    ,“放空氣體”的主要成分為
     
    .若用飽和Na2CO3溶液作吸收劑脫除CO2時,初期無明顯現(xiàn)象,后期有固體析出。
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    ①溶液中離子濃度關(guān)系正確的是
     
    。(選填字母)
    a.吸收前:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-
    b.吸收初期:2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(Na+
    c.吸收全進(jìn)程:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-
    ②后期析出固體的成分是
     
    。

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:11引用:1難度:0.4
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