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工業(yè)合成氨反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
化學(xué)鍵 H-H N-H N≡N
鍵能(kJ?mol-1 436 391 945.6
(1)已知:鍵能是1mol化學(xué)鍵完全斷裂形成氣態(tài)原子所需要吸收的能量,部分化學(xué)鍵的鍵能如表格所示。計(jì)算每合成2molNH3需要
放出
放出
(填“放出”或“吸收”)
92.4
92.4
kJ的熱量。
(2)實(shí)驗(yàn)室中模擬合成氨過(guò)程,將1molN2和2.7molH2置于恒溫、體積為2L的容器中反應(yīng)。下列情況可說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
e
e
(填序號(hào))。
a.反應(yīng)不再進(jìn)行,已經(jīng)停止
b.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolN2的同時(shí),生成3nmolH2
c.3v(H2)=2v(NH3
d.N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2
e.混合氣體的壓強(qiáng)不再改變
f.混合氣體的密度不再改變
若10min時(shí)測(cè)得氫氣濃度為1.2mol?L-1,則用氨氣表示的0~10min內(nèi)的平均化學(xué)反應(yīng)速率為
0.01mol?L-1?min-1
0.01mol?L-1?min-1
;10min時(shí)的體系總壓強(qiáng)與初始時(shí)的總壓強(qiáng)之比為
35:37
35:37
。
(3)工業(yè)合成氨過(guò)程中,按一定投料比將原料氣以及催化劑置于反應(yīng)容器中,測(cè)得在不同溫度和壓強(qiáng)下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的氨的平衡含量(%)如表格所示:
壓強(qiáng)(MPa)
氨的平衡含量(%)
溫度(攝氏度)
0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
實(shí)際生產(chǎn)時(shí),通常采用鐵觸媒作為催化劑、在400~500℃和10~30MPa的條件下合成氨。結(jié)合所學(xué)知識(shí)以及上述表格數(shù)據(jù)分析,工業(yè)上采用400~500℃反應(yīng)的原因是
提高反應(yīng)速率,此溫度下催化劑活性最大
提高反應(yīng)速率,此溫度下催化劑活性最大

(4)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池的工作原理如圖所示。
菁優(yōu)網(wǎng)
a電極的電極反應(yīng)式是
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
。
b電極的電極反應(yīng)式是
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
。

【答案】放出;92.4;e;0.01mol?L-1?min-1;35:37;提高反應(yīng)速率,此溫度下催化劑活性最大;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/25 1:0:8組卷:8引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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(shí),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(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T(mén)2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①T℃時(shí),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(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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(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(cè)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(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開(kāi)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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