題目列表(包括答案和解析)
c(H2)c(CO) |
c(H2O) |
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
C(H2)C(CO) |
C(H2O) |
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
反應體系中各組分的部分性質(zhì)見下表:
氣體 | 氮氣 | 氫氣 | 氨 |
熔點/℃ | -210.01 | -252.77 | -77.74 |
沸點/℃ | -195.79 | -259.23 | -33.42 |
(1)合成氨反應的平衡常數(shù)很小,所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程,即反應后通過把混合氣體的溫度降低到____________,使混合氣體分離出產(chǎn)品,N2、H2繼續(xù)循環(huán)。寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式:K=____________。
(2)運用化學反應速率和化學平衡的觀點說明工業(yè)上采用“使混合氣體分離出產(chǎn)品,N2、H2繼續(xù)循環(huán)”的生產(chǎn)措施的理由:___________________________________________________。
(3)已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為_____________________________。
(4)合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關系如下圖甲所示。下列敘述正確的是____________。
A.點a的正反應速率比點b的大
B.點c處反應達到平衡
C.點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣
D.其他條件不變,773 K下反應至t1時刻,n(H2)比圖中d點的值大
(5)1998年希臘亞里斯多德大學的Marncellos和Stoukides采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+),實現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學合成氨,其實驗裝置如下圖乙。陰極的電極反應式為__________________________________________________________________。
甲 乙
氮是地球上含量豐富的一種元素,氨和肼(N2H4)是氮的兩種常見化合物,在科學技術和生產(chǎn)中有重要的應用。
Ⅰ.(1)N2H4中的N原子最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構,寫出N2H4的結(jié)構式_____________。
(2)NH3與NaClO反應可得到肼(N2H4),該反應的化學方程式為 。
(3)肼是一種高能燃料,有關化學反應的能量變化如右圖所示,寫出肼燃燒的熱化學方程式 。
Ⅱ.氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一。已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
在3個體積均為2L的密閉容器中,在相同的溫度下,使用相同的催化劑合成氨,實驗測得反應在起始、達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表所示:
試回答:
(1)下列各項能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是______________(填寫序號字母)。
a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器內(nèi)壓強保持不變
d.混合氣體的密度保持不變
(2)分析上表數(shù)據(jù),下列關系正確的是_________(填寫序號字母)。
A.2c1>1.5mol·L-1 B.w3=w1 C.2ρ1=ρ2 D.K甲= K乙= K丙
(3)容器乙中反應從開始到達平衡平均速率為v(H2)= _____________。
III.直接供氨式堿性燃料電池的電池反應式是4NH3+3O2=2N2+6H2O,電解質(zhì)溶液一般使用KOH溶液,則負極電極反應式是__________ 。
(14分)近年來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,對電力的需求越來越高,這也促進了我國電力工業(yè)高速發(fā)展,但我國電力結(jié)構中,火電比重非常大,占發(fā)電裝機總?cè)萘康?5%以上,且火電比重還在逐年上升;鹆Πl(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等氣體會造成環(huán)境污染。對燃煤廢氣進行脫硝、脫硫和脫碳等處理,可實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的。
(1)脫硝。利用甲烷催化還原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH2=-1160kJ·mol-1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為: 。
(2)脫碳。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);ΔH3
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關系曲線如右圖所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的反應的ΔH3 0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2,進行上述反應。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖所示。下列說法正確的是 (填字母代號)。
A.第10min后,向該容器中再充入1mol CO2和3mol H2,則再次達到平衡時c(CH3OH)=1.5mol·L-1
B.0~10min內(nèi),氫氣的平均反應速率為0.075mol/(L·min)
C.達到平衡時,氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.75
D.升高溫度將使n(CH3OH)/n(CO2)減小
③甲醇堿性燃料電池工作時負極的電極反應式可表示為 。
(3)脫硫。某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后,與一定量的氨氣、空氣反應,生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥。設煙氣中的SO2、NO2的物質(zhì)的量之比為1∶1,則該反應的化學方程式為: 。
(4)硫酸銨和硝酸銨的水溶液的pH<7,其中原因可用一個離子方程式表示為: ;在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,則溶液中:c(Na+)+c(H+) c(NO)+c(OH-)(填寫“>”“=”或“<”)。
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com