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氮是一种重要的元素,含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol
2N2(g)+2O2(g)⇌4NO(g)ΔH=+360kJ/mol
2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/mol
试写出表示氨气的燃烧热的热化学方程式:
NH3(g)+
3
4
O2(g)⇌
1
2
N2(g)+
3
2
H2O(l) ΔH=+382.5kJ/mol
NH3(g)+
3
4
O2(g)⇌
1
2
N2(g)+
3
2
H2O(l) ΔH=+382.5kJ/mol

(2)已知:合成尿素CO(NH22的反应为2NH3(g)+CO2(g)⇌H2O(1)+CO(NH22(s)ΔH=-134kJ/mol。向恒容密闭容器中按物质的量之比4:1充入NH3和CO2,使反应进行,保持温度不变,测得CO2的转化率随时间的变化情况如图所示。

①若用CO2的浓度变化表示反应速率,则A点的逆反应速率B点的正反应速率
(填“>”“<”或“=”)。
②下列叙述中不能说明该反成达到平衡状态的是
C
C
(填选项字母)。
A.体系压强不再变化
B.气体平均摩尔质量不再变化
C.NH3的消耗速率和CO2的消耗速率之比为2:1
D.固体质量不再发生变化
③工业上合成尿素时,既能加快反应速率,又能提高原料利用率的措施有
D
D
(填选项字母)。
A.升高温度
B.充入氮气
C.将尿素及时分离出去
D.增大反应体系的压强
(3)传统的尿素生产,以二氧化碳和氨在高温、高压下,合成、转化得到,工艺耗能较高,且产率较低。最近我国科学家发现TiO2纳米片负载的Pd-Cu合金纳米颗粒电催化剂可以将水溶液中的CO2和N2直接转化为尿素(反应机理如图所示,*表示催化剂活性中心原子)。

根据以上反应机理,*CO2→*COOH的过程中,断裂的是
极性键
极性键
(填“极性键”或“非极性键”,下同),形成的是
极性键
极性键
。与传统生产工艺相比,这种新方法的优点是
原料廉价,来源广泛或耗能较少等
原料廉价,来源广泛或耗能较少等
(答出一点即可)。
(4)氨催化氧化时会发生下列两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)
P
t
/
R
u
高温
4NO(g)+6H2O(g);
反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)
C
u
2
/
T
i
O
2
高温
2N2(g)+6H2O(g)。
为分析某催化剂对该反成的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,测得有关物质的量关系如图:

该催化剂在高温时选择反应
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

【答案】NH3(g)+
3
4
O2(g)⇌
1
2
N2(g)+
3
2
H2O(l) ΔH=+382.5kJ/mol;<;C;D;极性键;极性键;原料廉价,来源广泛或耗能较少等;Ⅰ
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:15引用:1难度:0.7
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  • 1.氢在地球上主要以化合态的形式存在,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,属于二次能源.工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢,煤炭气化制氢,重油及天然气水蒸气催化制氢等.氢气是一种理想的绿色能源,如图1为氢能产生和利用的途径:

    (1)图1的四个过程中能量转化形式有
     

    A.2种  B.3种  C.4种  D.4种以上
    (2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
    2H2O(1)
    通电
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化剂
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反应的△H1
     
    △H2(选填“<”、“>”或“=”)
    (3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
     

    (4)氢能利用需要选择合适的储氢材料.
    ①NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为
     

    ②镧镍合金在一定条件下可吸收氢气生产氢化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动的原理,可改变的条件之一是
     

    ③一定条件下,如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢,使C7H8转化为C7H14,则电解过程中产生的气体X 为
     
    ,电极A上发生的电极反应式为
     

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