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工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破,選擇高效催化劑實(shí)現(xiàn)降能提效是目前研究的重點(diǎn)。
(1)合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.4kJ?mol-1。理論上、
溫(填“高”或“低”,下同)有利于提高反應(yīng)速率,
溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。
(2)針對(duì)反應(yīng)速率與平衡產(chǎn)率的矛盾、我國(guó)科學(xué)家提出了兩種解決方案。
①方案一:使用Fe-TiO2-xHy雙催化劑,通過光輻射產(chǎn)生溫差(如體系溫度為495℃時(shí)、Fe的溫度為547℃,而TiO2-xHy的溫度為415℃)。使N≡N在
熱Fe
熱Fe
(填寫“熱Fe”或“冷Ti”,下同)表面斷裂,氨氣在
冷Ti
冷Ti
表面生成、有利于提高合成氨的反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率。
②方案二:使用M-LiH復(fù)合催化劑。催化劑組成及反應(yīng)溫度對(duì)合成氨速率影響如圖所示。菁優(yōu)網(wǎng)?
下列說法不正確的是
c
c

a.催化劑能夠改變反應(yīng)路徑,降低反應(yīng)活化能
b.相同條件下,復(fù)合催化劑更有利于提高合成氨反應(yīng)速率
c.高溫下,使用復(fù)合催化劑更有利于提高氨的平衡產(chǎn)率
(3)電催化合成氨是一種常溫常壓條件下,利用水作為氫源的低碳環(huán)保技術(shù)。裝置示意如圖。?菁優(yōu)網(wǎng)?
①a電極應(yīng)連接電源
負(fù)
負(fù)
極。
②電催化合成氨的方程式為
2N2+6H2O
電解
4NH3+3O2
2N2+6H2O
電解
4NH3+3O2
。
(4)以焦?fàn)t煤氣(主要成分為H2、CH4及少量CO)和空氣為原料,實(shí)現(xiàn)氨和甲醇的聯(lián)和生產(chǎn)工藝具有廣闊
的應(yīng)用前景。在氨醇聯(lián)產(chǎn)中合成甲醇的主要反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH<0。請(qǐng)從能源及資源利用角度說明該工藝的優(yōu)點(diǎn)
合成甲醇放熱為合成氨反應(yīng)提供能量;焦?fàn)t煤氣是甲醇和氨的原料,減少CO排放等
合成甲醇放熱為合成氨反應(yīng)提供能量;焦?fàn)t煤氣是甲醇和氨的原料,減少CO排放等

【答案】高;低;熱Fe;冷Ti;c;負(fù);2N2+6H2O
電解
4NH3+3O2;合成甲醇放熱為合成氨反應(yīng)提供能量;焦?fàn)t煤氣是甲醇和氨的原料,減少CO排放等
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/1 8:0:8組卷:32引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:1引用:1難度:0.6
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