氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,可由N2、H2合成NH3。
(1)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法是前獲取原料氣中H2的主流方法。CH4經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為H2和CO2,其能量變化示意圖如圖:
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結(jié)合圖象,寫(xiě)出CH4通過(guò)蒸汽轉(zhuǎn)化為CO2和H2的熱化學(xué)方程式 CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.4kJ/molCH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.4kJ/mol。
(2)利用透氧膜,一步即獲得N2、H2,工作原理如圖2所示(空氣中N2與O2的物質(zhì)的量之比按4:1計(jì))
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①起還原作用的物質(zhì)是 CH4CH4。
②膜I側(cè)所得氣體n(H2)n(N2)=2,CH4、H2O、O2反應(yīng)的化學(xué)方程式是 10CH4+8H2O+O2=10CO+28H210CH4+8H2O+O2=10CO+28H2。
(3)甲小組模擬工業(yè)合成氨在一恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.t1時(shí)刻到達(dá)平衡后,在t2時(shí)刻改變某一條件,其反應(yīng)過(guò)程如圖3所示,下列說(shuō)法正確的是 DD
A.Ⅰ、Ⅱ兩過(guò)程到達(dá)平衡時(shí),平衡常數(shù):KⅠ<KⅡ
B.Ⅰ、Ⅱ兩過(guò)程到達(dá)平衡時(shí),NH3的體積分?jǐn)?shù):Ⅰ<Ⅱ
C.Ⅰ、Ⅱ兩過(guò)程到達(dá)平衡的標(biāo)志:混合氣體密度不再發(fā)生變化
D.t2時(shí)刻改變的條件可以是向密閉容器中加N2和H2混合氣
(4)乙小組模擬不同條件下的合成氨反應(yīng),向容器充入9.0mol N2 和23.0mol H2,圖4為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)(P )的關(guān)系圖。
①T1、T2、T3由大到小的排序?yàn)?T3>T2>T1T3>T2>T1。
②在T2、60MPa條件下,比較A點(diǎn)v正>>v逆(填“>”、“<”或“=”),理由是 在T2、60Mpa時(shí)A點(diǎn)未達(dá)到平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù),反應(yīng)向正向進(jìn)行,所以v(正)>v(逆)在T2、60Mpa時(shí)A點(diǎn)未達(dá)到平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù),反應(yīng)向正向進(jìn)行,所以v(正)>v(逆)。
③計(jì)算T2、60Mpa平衡體系的平衡常數(shù)Kp=0.043(MPa)-20.043(MPa)-2。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
n
(
H
2
)
n
(
N
2
)
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;熱化學(xué)方程式.
【答案】CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.4kJ/mol;CH4;10CH4+8H2O+O2=10CO+28H2;D;T3>T2>T1;>;在T2、60Mpa時(shí)A點(diǎn)未達(dá)到平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù),反應(yīng)向正向進(jìn)行,所以v(正)>v(逆);0.043(MPa)-2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:25引用:3難度:0.6
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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=
(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
(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。
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
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
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:62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)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3