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工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应如下:N2(g)+3H2(g)⇌2NH4(g)  ΔH=-92.4kJ•mol-1
(1)已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的活化能Ea=508kJ•mol-1,则氨分解反应:2NH3(g)⇌
1
2
N2(g)+
3
2
H2(g)的活化能Ea′=
300.2
300.2
kJ•mol-1
(2)在一体积为2L的恒容刚性密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。在t1、t2时刻改变反应的一个条件,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示:

①第Ⅰ阶段的平衡常数K1
0.59
0.59
(保留2位有效数字)。
②比较第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段平衡常数的大小:K2
K3(填“>”“<”或“=”)。
(3)①合成氨工业上通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;
表面反应:N*+H*⇌NH*;NH*+H*⇌NH2*;NH2*+H*⇌NH3*
脱附:NH3*⇌NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是
BC
BC

A.控制温度400~-500℃远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
B.实际工艺中原料中N2和H2物质的量之比为1:2.8,氮气过量除了提高氢气的转化率,还可以提高整体反应速率
C.基于NH3分子间有较强分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,有利于反应正向进行
D.N2、H2的混合气只需一次通过合成塔
②我国科学家以MoS2为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。

MoS2
Li2SO4
Li2SO4
(填“Na2SO4”或“Li2SO4”)溶液中催化效果更好:在Na2SO4溶液与Li2SO4溶液中,反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 中的ΔH
一样大
一样大
(填“前者大”“后者大”或“一样大”)。

【答案】300.2;0.59;<;BC;Li2SO4;一样大
【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)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
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    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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