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氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。
(1)合成氨工業(yè)中,合成塔中每產(chǎn)生2molNH3,放出92.2kJ熱量。
①工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式是
N2(g)+3H2(g)
高溫高壓
催化劑
2NH3(g)ΔH=–92.2kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
高溫高壓
催化劑
2NH3(g)ΔH=–92.2kJ/mol
。
②若起始時(shí)向容器內(nèi)放入2molN2和6molH2,達(dá)平衡時(shí)放出的熱量為Q,則Q(填“>”“<”或“=”)
184.4kJ。
③已知(圖1),1molN-H鍵斷裂吸收的能量等于
391
391
kJ。
④理論上,為了增大平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是
ad
ad
(填序號(hào))。
a.增大壓強(qiáng)
b.使用合適的催化劑
c.升高溫度
d.及時(shí)分離出產(chǎn)物中的NH3
(2)原料氣H2可通過(guò)反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)獲取,已知該反應(yīng)中,當(dāng)初始混合氣中的
n
H
2
O
n
C
H
4
恒定時(shí),溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡混合氣中CH4含量的影響如圖2所示。圖中兩條曲線表示的壓強(qiáng)的關(guān)系是:p1
p2(填“>”“=”或“<”)。
(3)原料氣H2還可通過(guò)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)獲取。
①T℃時(shí),向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1molCO,反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得CO的濃度為0.08mol?L-1,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K為
2.25
2.25
。
②保持溫度仍為T(mén)℃,改變水蒸氣和CO的初始物質(zhì)的量之比,充入容器進(jìn)行反應(yīng),下列描述能夠說(shuō)明體系處于平衡狀態(tài)的是
cd
cd
(填序號(hào))。
a.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變
b.混合氣體的密度不隨時(shí)間改變
c.單位時(shí)間內(nèi)生成amolCO2的同時(shí)消耗amolH2
d.混合氣中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6
(4)工業(yè)上以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH22],反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(1)+H2O(1),該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如表:
T/℃ 165 175 185 195
K 111.9 74.1 50.6 34.8
①焓變△H(填“>”“<”或“=”)
0。
②在一定溫度和壓強(qiáng)下,若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比(氨碳比)
n
N
H
3
n
C
O
2
=x,圖3是氨碳比(x)與CO2平衡轉(zhuǎn)化率(α%)的關(guān)系。圖中的B點(diǎn)處,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為
32%
32%
。
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【答案】N2(g)+3H2(g)
高溫高壓
催化劑
2NH3(g)ΔH=–92.2kJ/mol;<;391;ad;<;2.25;cd;<;32%
【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:2024/9/20 1:0:9組卷:20引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.隨著人們的物質(zhì)生活水平的不斷提高和工業(yè)化快速發(fā)展,環(huán)境污染也日益加重,空氣中有毒氣體主要包括SO2、CO、NOx、烴類等等。
    (1)在一定條件下,CH4可與NOx反應(yīng)除去NOx,已知有下列熱化學(xué)方程式:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ/mol
    ②N2(g)+2O2(g)?2NO2(g)ΔH=+67.0 kJ/mol
    ③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-41.0 kJ/mol
    則CH4(g)+2NO2(g)?CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)ΔH=
     
    kJ/mol
    (2)在2L的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH。測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度及不同壓強(qiáng)的變化如圖所示,P2和195℃時(shí)n(H2)隨時(shí)間的變化結(jié)果如表所示。n(H2)在P2及195℃時(shí)隨時(shí)間變化如表所示。
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    t/min 0 1 3 5
    n(H2)/mol 8 5 4 4
    ①該反應(yīng)的ΔH
     
    0(填“>”、“<”或“=”),原因是
     

    ②在P2及195℃時(shí),在0~2min,平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=
     
    。
    ③能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
     
    。
    a.容器內(nèi)混合氣體壓強(qiáng)保持不再變化
    b.CO和H2的轉(zhuǎn)化率之比不再變化
    c.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
    d.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
    ④P2及195℃下,在B點(diǎn)時(shí),v(正)
     
    v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
    ⑤下列說(shuō)法不正確的是
     
    。
    a.將容器體積變?yōu)?L,再次達(dá)平衡時(shí),CO的物質(zhì)的量濃度為原平衡的2倍
    b.該反應(yīng)在任何條件下都能自發(fā)進(jìn)行
    c.充分反應(yīng)后,容器內(nèi)只存在CH3OH分子
    d.升高溫度,
    n
    C
    H
    3
    OH
    n
    CO
    減小
    ⑥在P2及195℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),結(jié)果用含P2的分式表示)。
    發(fā)布:2024/9/20 9:0:9組卷:4引用:1難度:0.4
  • 2.我國(guó)力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CO2的綜合利用是實(shí)現(xiàn)碳中和的措施之一。
    Ⅰ.CO2和H2在金屬催化劑表面可以合成CH4,普遍反應(yīng)路徑有三種,其中一種反應(yīng)路徑經(jīng)歷HCOO*中間體。某小組研究了金屬鈷的不同晶面【FCC(111)、HCP(10-10)、HCP(10-11)】對(duì)HCOO*這種反應(yīng)路徑的催化效果,相關(guān)基元反應(yīng)能量變化如下表(*指微粒吸附在催化劑表面):
    基元反應(yīng)步驟 FCC(111) HCP(10-10) HCP(10-11)
    活化能(eV) 反應(yīng)熱(eV) 活化能(eV) 反應(yīng)熱(eV) 活化能(eV) 反應(yīng)熱(eV)
    CO2*+H*→HCOO* 0.46 -0.52 0.66 -0.12 0.20 -0.69
    HCOO*+H*→HCOOH* 1.27 0.73 0.23 -0.16 1.36 0.78
    HCOOH*→CHO*+OH* 0.76 -0.11 0.44 -0.18 0.96 -0.47
    CHO*+H*→CH2O* 0.53 0.15 0.42 0.14 0.54 0.15
    CH2O*+H*→CH2OH* 0.90 0.27 0.80 0.08 1.37 0.69
    CH2OH*→CH2*+OH* 0.70 -0.63 0.33 -0.47 0.60 -1.02
    (1)寫(xiě)出在FCC(111)晶面反應(yīng)的控速步基元反應(yīng):
     
    。
    (2)僅比較表格數(shù)據(jù)可知,CO2和H2在該條件下合成CH4,
     
    晶面的催化效果最好。
    Ⅱ.CO2和H2一定條件下也可以合成甲醇,該過(guò)程存在副反應(yīng)Ⅱ。
    反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH1=-49.3kJ/mol
    反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)   ΔH2
    (3)上述反應(yīng)中相關(guān)物質(zhì)能量如圖1所示。計(jì)算ΔH2=
     
    kJ/mol。
    (4)向VL密閉容器中通入3molH2、1molCO2,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)。相同時(shí)間內(nèi)溫度對(duì)CO2轉(zhuǎn)化率及CH3OH和CO產(chǎn)率的影響如圖2所示。CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因可能是
     
    。表示CH3OH產(chǎn)率隨溫度變化的曲線是
     
    (填“a”或“b”)。
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    (5)假設(shè)體系中只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,在某溫度下反應(yīng)tmin達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為30%,CO2對(duì)CH3OH的選擇性為40%(CH3OH選擇性=
    C
    H
    3
    OH
    產(chǎn)率
    C
    O
    2
    轉(zhuǎn)化率
    ),則0~tmin內(nèi)H2的反應(yīng)速率為
     
    mol/(L?min),反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為
     
    (結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
    Ⅲ.2021年我國(guó)科學(xué)家首先實(shí)現(xiàn)了從CO2到淀粉的全人工合成。其中的一個(gè)步驟是利用新型電化學(xué)催化裝置(如圖所示)將CO2轉(zhuǎn)化為CH3COOH。
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    (6)寫(xiě)出該過(guò)程中陰極的電極反應(yīng)式:
     
    。
    發(fā)布:2024/9/20 8:0:8組卷:7引用:2難度:0.5
  • 3.自熱化學(xué)鏈重整制氫CLR(a)工藝的原理如圖所示:
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    回答下列問(wèn)題:
    (1)25℃、101kPa時(shí),5.9gNi與足量O2反應(yīng)生成NiO放出47.2kJ的熱量,則在“空氣反應(yīng)器”中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
     
    。
    (2)“燃料反應(yīng)器”中發(fā)生的部分反應(yīng)有:
    (Ⅰ)CO(g)+NiO(s)=CO2(g)+Ni(s)ΔH1=-47.0kJ/mol 平衡常數(shù)K1
    (Ⅱ)CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)ΔH2=+137.7kJ/mol 平衡常數(shù)K2
    (Ⅲ)CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)ΔH3=akJ/mol 平衡常數(shù)K3
    ①CO2的電子式:
     
    。
    ②K1、K2、K3之間的關(guān)系是:
     

    ③在
     
    (填“高溫”或“低溫”)情況下有利于反應(yīng)Ⅲ的自發(fā)進(jìn)行。
    (3)“水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器”中發(fā)生的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),將天然氣看作是純凈的CH4(假定向水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器中補(bǔ)充的水的物質(zhì)的量等于甲烷的物質(zhì)的量),若在t℃時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器中達(dá)平衡時(shí)CO、H2O、H2、CO2濃度之比為1:x:3:1,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
     

    (4)甲烷制氫傳統(tǒng)工藝有水蒸氣重整部分氧化重整以及聯(lián)合重整等,CLR(a)工藝重整是一種聯(lián)合重整,涉及反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
    水蒸氣重整反應(yīng):CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+192kJ/mol
    部分氧化重整反應(yīng):CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-768kJ/mol
    ①采用水蒸氣重整的優(yōu)點(diǎn)是:
     
    ;
    ②上述兩個(gè)反應(yīng)的缺點(diǎn)之一是在制取氫氣的同時(shí)產(chǎn)生大量溫室氣體CO2,若用NaOH溶液來(lái)吸收CO2,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:
     

    ③若上述兩個(gè)反應(yīng)在保持自熱條件下(假設(shè)無(wú)熱量損失),理論上2molCH4至多可獲得H2的物質(zhì)的量為
     
    (結(jié)果保留1位小數(shù))。
    發(fā)布:2024/9/20 9:0:9組卷:0引用:2難度:0.5
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