(1)“哈伯法”合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)450℃/Fe200bar2NH3(g)△H,相关键能数据如表:
450
℃
/
F
e
200
bar
化学键 | N≡N | H-H | N-H |
键能(kJ•mol-1) | 946.0 | 436.0 | 390.8 |
-90.8
-90.8
kJ•mol-1。②向密闭容器中按1:3体积比通入N2和H2,反应达平衡时NH3的体积分数为25.0%,则N2的平衡转化率α(N2)=
40%
40%
。(2)“球磨法”是在温和的条件下(45℃和1bar,lbar≈100kPa)合成氨,氨的最终体积分数可高达82.5%。该法分为两个步骤(如图):第一步,铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化,产生高密度的缺陷,氮分子被吸附在这些缺陷上([Fe(N*)]),有助于氮分子的解离。第二步,N*发生加氢反应得到NHx*(x=1~3),剧烈碰撞中,NHx*从催化剂表面脱附得到产物氨。

①“球磨法”与“哈伯法”相比较,下列说法中正确的是
AD
AD
。(选填标号)A.催化剂(Fe)缺陷密度越高,N2的吸附率越高
B.“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键,而“球磨法”不用解离氮氮三键
C.“球磨法”中“剧烈碰撞”仅仅为了产生“活化缺陷”
D.“球磨法”不采用高压,是因为低压产率已经较高,加压会增大成本
②机械碰撞有助于催化剂缺陷的形成,而摩擦生热会使体系温度升高。图甲是N2吸附量、体系温度随球磨转速变化曲线,则应选择的最佳转速约
400
400
转/min。若选择500转/min的转速,N2的吸附量降低的原因是 转速过快,体系升温太快,温度升高不利于N2吸附
转速过快,体系升温太快,温度升高不利于N2吸附
。
③如图乙,平衡时NH3的体积分数随N2初始压强增大而
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”),说明N2与H2的投料比 ≥
≥
1:3。(选填“≤”、“=”或“≥”)【答案】-90.8;40%;AD;400;转速过快,体系升温太快,温度升高不利于N2吸附;减小;≥
【解答】
【点评】
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