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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:259 题号:15595607
合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,德国化学家F.Haber因合成氨而获得诺贝尔奖。合成氨反应热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol,则该反应逆反应的活化能为_______kJ/mol。
(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
则NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(l) △H=_______kJ/mol。
(3)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应,测得各组分浓度随时间变化如图所示。

①表示c(H2)变化的曲线是_______(填“曲线A”“曲线B”或“曲线C”)。
②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=_______mol·L-1·min-1
③下列能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化
C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键
D.3v(H2)=2v(NH3)
(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态):

①该过程中含氮的中间产物有_______种(填数字)。
②活化能最大的那一步基元反应方程式为_______
③下列说法正确的是_______(填标号)。
A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。
B.催化剂参与反应,但不改变合成氨反应的△H
C.催化剂和升温都能降低反应的活化能,加快合成氨的反应速率
D.使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数,加快合成氨反应速率

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(1)一种电解还原CO2制乙烯的装置如图(a)所示,阴极上生成乙烯的电极反应式为___________

(2)丙烷脱氢制烯烃反应及其常压下平衡常数自然对数值lnKp随温度(T)的变化如图(b)所示:

主反应:
Ⅰ.
副反应:
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
①图中属于吸热反应的是___________(填标号)。
=___________
③若只发生反应Ⅱ,则在w点时(若总压强为1MPa)丙烷的转化率为___________(已知)。
(3)甲醇乙烯烷基化制备丙烯主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在总压强为0.2MPa,起始时时,平衡时各物质的物质的量分数(yi)随温度变化如图(c)所示;起始时不同的与平衡时各物质的物质的量分数(yi)之间的关系如图(d)所示。

①图(c)中丙烯分压最大值不超过___________MPa;温度高于550K时,随温度升高,yi(C2H4)不断增大的原因是___________
②图(d)中随的增大,yi(H2O)不断减小的原因是___________
③下列说法正确的是___________(填字母)。
A.恒温下改变压强,丙烯的平衡产率不变
B.生产丙烯时,升高温度有利于丙烯的生成
C.实际生产中改进催化剂的选择性有利于提高丙烯的产率
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(1)已知:H2(g)、C2H4(g)的燃烧热(∆H)分别为-285.8 kJ·mol-1、-1411 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ∆H=-44 kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=__kJ·mol-1
(2)某科研小组利用含铁复合催化剂催化合成乙烯,其反应机理如图:

在上述反应途径中,生成的副产物主要有__(填化学式),写出反应Ⅱ的化学方程式:__
(3)在使用不同催化剂的作用下可发生CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。在起始压强为2 MPa、气体流速为20 mL·min-1'时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如表:
180200220280300320340360
a5.015.333.564.880.182.795.691.1
b0.51.23.824.536.851.661.160.0
①分析表中数据可知:催化剂___(填标号)的催化性能更好。
②调整气体流速,研究其对某催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如表:
180200220280300320340360
108.020.338.578.889.295.898.898.0
203.013.330.560.878.181.791.690.0
301.210.425.558.872.274.876.275.3
401.08.924.355.670.173.974.173.6
分析表中数据可知:相同温度时,随着气体流速增大,CO2的转化率__(填“增大”或“减小”),其可能的原因是__
③在上述实验条件中,反应肯定达到化学平衡状态的温度是__℃。
(4)在温度为T ℃时,将2 mol CO2和6 mol H2通入压强为p的恒容密闭容器内,使用含铁复合催化剂发生反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)(副产物含量较少,可忽略)。实验测得反应达到平衡时,CO2的转化率为80%、则Kp=___(列出计算式即可)。
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已知参与化学键变化的元素替换成更重的同位素时,反应速率会变慢,则反应的能量变化曲线为_______(填“c”或“d”),写出反应生成的氘代甲醇的结构简式:______________
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反应Ⅰ:
反应Ⅱ:   
反应皿:   
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①图中表示变化的曲线是_______(填“a”、“b”、“c”或“d”);_______的选择性_______
②已知起始充入1mol和1mol进行上述反应时,起始压强为。反应Ⅰ的分压平衡常数_______(用含的代数式表示)。
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