工业利用N2、H2催化合成氨实现了人类“向空气中要面包”的梦想。
(1)原料气(含N2、H2、CO)中的CO能被催化剂吸附,需经过铜氨液处理除去,反应为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3⇌[Cu(NH3)3CO]+ΔH<0。
①除去原料气中CO的理由是 防止催化剂中毒防止催化剂中毒。
②为提高CO吸收率,应选择的条件为 CC。
A.高温高压
B.高温低压
C.低温高压
D.低温低压
③[Cu(NH3)3CO]+中的配体为 NH3、CONH3、CO。
(2)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在铁催化剂表面上的物种用*标注。

①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为 NH2*+H*=NH3*NH2*+H*=NH3*。合成氨反应12N2(g)+32H2(g)⇌NH3(g)的ΔH=-(a-b)-(a-b)kJ•mol-1(用图中字母表示)。
②铁催化合成氨时N2与H2需吸附在催化剂表面活性位点进行反应,由合成氨反应的速率方程v=k•c(N2)•c1.5(H2)•c-1(NH3)(k为速率常数)可知,c(NH3)越大,反应速率越小。原因是 氨气浓度越大,占据催化剂表面更多活性位点,阻碍氮气和氢气的吸附氨气浓度越大,占据催化剂表面更多活性位点,阻碍氮气和氢气的吸附。
(3)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的标准平衡常数可表达为:Kθ=(pNH3pθ)2(pN2pθ)(pH2pθ)3,其中pθ为标准压强(0.1MPa),pNH3、pN2和pH2分别为各组分的平衡分压(分压=总压×物质的量分数)。若N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒温、恒压(10MPa)下进行,平衡时N2转化率为50%,则Kθ=5.3×10-45.3×10-4(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
1
2
3
2
(
p
N
H
3
p
θ
)
2
(
p
N
2
p
θ
)
(
p
H
2
p
θ
)
3
【答案】防止催化剂中毒;C;NH3、CO;NH2*+H*=NH3*;-(a-b);氨气浓度越大,占据催化剂表面更多活性位点,阻碍氮气和氢气的吸附;5.3×10-4
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:81引用:1难度:0.5
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