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历史上诺贝尔化学奖曾经3次颁给研究合成氨的化学家。合成氨的原理为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。回答下列问题。
(1)t℃时,向填充有催化剂、体积为2L的刚性容器中充入一定量的H2和N2合成氨,实验中测得c(NH3)随时间的变化如表所示:
时间/min 5 10 15 20 25 30
c(NH3)/mol•L-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
①5~15min内N2的平均反应速率v(N2)=
0.005
0.005
mol•L-1•min-1
②根据表中数据,在
20
20
min以后反应处于平衡状态。能加快反应达到平衡的措施有
升高温度、增大压强
升高温度、增大压强
(写出两条)。
③下列情况能说明反应达到平衡状态的是
BC
BC
(填标号)。
A.2v(NH3)=3v(H2
B.混合气体的相对分子质量不再变化
C.N2体积分数不再变化
D.混合气体的密度保持不变
(2)如表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时NH3的百分含量w(NH3)。
压强/MPa
v(NH3)/%
温度/℃
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 65.5 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
①从表中数据得出,最优的条件是
200℃、100MPa
200℃、100MPa

②工业上通常选择在400~500℃和10~30MPa条件下合成氨,原因是
温度太低,反应太慢,温度过高,反应逆向进行;压强太低,反应太慢,压强过高,对设备损伤大
温度太低,反应太慢,温度过高,反应逆向进行;压强太低,反应太慢,压强过高,对设备损伤大

【答案】0.005;20;升高温度、增大压强;BC;200℃、100MPa;温度太低,反应太慢,温度过高,反应逆向进行;压强太低,反应太慢,压强过高,对设备损伤大
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/29 8:0:10组卷:17引用:1难度:0.5
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  • 1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 2.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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