含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点:
(1)如图1所示为利用H2O和N2以LDH超薄纳米催化剂在光催化作用下合成氨的原理。
已知:Ⅰ.2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)ΔH═+92.4kJ/mol
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)═2H2O ΔH═-483.6kJ/mol
则上述合成氨的热化学方程式为 2N2(g)+6H2O(g)⇌4NH3(g)+3O2(g)ΔH=+1266.0kJ/mol2N2(g)+6H2O(g)⇌4NH3(g)+3O2(g)ΔH=+1266.0kJ/mol,该反应的自发性为 非自发非自发(填“自发”、“非自发”、“高温自发”或“低温自发”)。
(2)以氨和二氧化碳为原料可合成尿素[CO(NH2)2],反应原理为2NH3(g)+CO2(g)⇌H2O(l)+[CO(NH2)2](s)ΔH═-134kJ/mol,利用该反应可以在一定程度上减缓温室效应。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2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应达到平衡状态的是 CC(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按物质的量之比4:1充入NH3和CO2的主要目的是 提高CO2的转化率提高CO2的转化率。
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,其中存在大量NO。中国科学家在以H2为还原剂清除NO的研究方面取得了显著成果,其化学方程式为2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) ΔH<0。
①研究表明,在某种催化剂作用下,上述反应历程分为两步:
Ⅰ.2NO(g)+H2(g)⇌N2(g)+2H2O2(1)(慢反应)
Ⅱ.H2O2(1)+H2(g)⇌2H2O(g)(快反应)
反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能 高高(填“高”或“低”)。
②已知:Ⅰ.4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1808kJ•mol-1;
Ⅱ.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH2=-92.4kJ•mol-1。
若在一定温度下,密闭容器中同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,则反应Ⅱ的发生对反应Ⅰ中NO的平衡转化率的影响为 增大增大(填“增大”、“减小”或“无影响”)。
③T1℃时,向填充催化剂的10L恒容密闭容器甲中充入2mol NO和2mol H2,发生反应2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g)。10min末反应达到平衡时测得N2的物质的量为0.8mol。则0~10min内,用NO的浓度变化表小的平均反应速率v(NO)=0.016mol•L-1•min-10.016mol•L-1•min-1,反应的平衡常数K=800800,某温度下该反应的平衡常数为675,则该温度 >>T1℃(填“>”、“<”或“=”),原因为 该反应为放热反应,平衡常数K随温度升高而减小该反应为放热反应,平衡常数K随温度升高而减小。
④有学者对比了新型催化剂与传统催化剂的催化效果。当固定比例的NO(g)和H2(g)的混合气体,以相同流速分别通过填充有两种催化剂的反应器,测得NO的转化率与温度的关系如图所示。则新型催化剂优于传统催化剂的理由为 在较低温度下,单位时间内NO的转化率更高在较低温度下,单位时间内NO的转化率更高。图3中M、N、P、Q四点中一定未达到平衡状态的是 MM(填字母)。
【答案】2N2(g)+6H2O(g)⇌4NH3(g)+3O2(g)ΔH=+1266.0kJ/mol;非自发;<;C;提高CO2的转化率;高;增大;0.016mol•L-1•min-1;800;>;该反应为放热反应,平衡常数K随温度升高而减小;在较低温度下,单位时间内NO的转化率更高;M
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:13引用:2难度:0.6
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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)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(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
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