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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:145 题号:14803700
合成氨是目前最有效工业固氮的方法,解决数亿人口生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。

由图可知合成氨反应N2(g)+3 H2(g)2NH3(g)的∆H=___________kJ·mol-1.该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为___________
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2)∶V(H2)=1∶3时平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:

①500℃时,反应平衡常数Kp(30MPa)___________ Kp(100MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②500℃、30 MPa时,氢气的平衡转化率为___________(保留2位有效数字),Kp=___________(MPa)-2(列出计算式)。
(3)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。

为使电池持续放电,需选用___________离子交换膜(“阴”或“阳”),A电极反应式___________

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐1】载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义,载人航天器必须给航天员提供基本的生存条件,其中涉及氧气再生、二氧化碳清除、水处理以及食物供给等。
(1)氢氧燃料电池是短寿命载人航天器电源的一个合适的选择。下图是一种碱性氢氧燃料电池结构示意图。

①电池的正极是___________(填“a”或“b”),该电极上发生的电极反应是___________
②电池工作时产生的水会以水蒸气的形式被反应物气体带出,在出口加装冷凝器可以将水回收。冷凝器应装在出口___________(填“c”或“d”)处。
③电池工作时,电解质溶液会因稀释及吸收而变质,此时电解质溶液的___________(填“升高”或“降低”)。通过循环泵可及时浓缩或更换变质的溶液,维特电池的正常工作。
(2)我国自行研制的“神舟”飞船使用了镍镉蓄电池组,其充放电时发生的反应为:,其电池装置如图所示,阴离子交换膜两侧均注入溶液。

①下列对于该镍镉电池的分析中,正确的是___________
A.图示中的电池应先充电后,再使用
B.充电时,从镍电极区迁移进入镉电极区
C.放电时,镍电极为电池的负极,镉电极为电池的正极
D.充电或放电一段时间后,两电极区溶液中的物质的量均未改变
②镍镉电池在充电时,镉电极上发生的电极反应为___________;当耗尽后仍继续充电,则会在电极发生副反应而造成安全隐患,称为电池过充电。此时镉电极上将生成气体___________(填化学式);镍电极上则会发生反应___________(填电极反应式)而产生
(3)载人航天器中氧气的再生是一个重要环节。利用萨巴蒂尔反应可将人呼出的二氧化碳转化为甲烷和水,配合太阳能电解水可以实现氧气的再生(大体流程如下图)。

已知:       
       
萨巴蒂尔反应:       
①萨巴蒂尔反应的焓变___________
②电解水装置中产生于___________(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)极。
③通过巴萨尔反应器和电解水装置能否实现H2的完全再生?___________(填“能”或“否”)
2024-01-17更新 | 56次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】工业常利用CO来制氢气。已知在25℃时:
C(s,石墨) + 1/2 O2(g) =" CO(g) " △H1= -111kJ/mol
H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(g) △H2= -242kJ/mol
C(s,石墨) + O2(g) = CO2(g) △H3= -394kJ/mol
(1)在25℃时,CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H=_____________
(2)在2L密闭容器中,将2 mol CO与3 mol H2O混合加热到800℃,发生下列反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K=1.0。则平衡后CO的转化率为_______,平衡混合物中H2的体积分数为_______
(3)将(2)中的平衡后的混合气体通入300mL 6mol/L NaOH溶液中,充分吸收,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________________________________
(4)将(3)中剩余的气体通过足量浓硫酸后,再与足量氧气用电火花引燃后通入足量的过氧化钠中,过氧化钠的质量增重______g。
(5)工业上也可以用CO和H2生产甲醇:CO(g) + 2H2(g) = CH3OH (g),在一定条件下,该反应在一个密闭容器中达到平衡,若维持c(H2)和容器的温度不变,增大容器的体积,则平衡_________(填字母)
A.不移动B.向正反应方向移动
C.向逆反应方向移动D.无法判断移动的方向

2016-12-09更新 | 881次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】氨是重要的基础化工原料,可以制备尿素[CO(NH2)2]、N2H4等多种含氮的化工产品。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) H1=-159.5kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+116.5kJ·mol
反应Ⅲ:H2O(1)=H2O(g) H3=+44.0kJ•mol-1
则反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(1) H=___kJ/mol
(2)将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),体系中尿素的产率和催化剂的活性与温度的关系如图1所示:

①a点___(填是或不是)处于平衡状态,T1之后尿素产率下降的原因是___
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是___,测得b点氨的转化率为30%,则x=___
③已知该反应的v()=k()c2(NH3)c(CO2),v()=k()c(H2O),k()和k()为速率常数,则平衡常数K与k(),k()的关系式是___
2020-10-27更新 | 150次组卷
共计 平均难度:一般