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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:264 题号:18353683
氨气是现代工业、农业生产最基础的化工原料之一、
Ⅰ.传统的“哈伯法”反应原理为:

(1)上述反应在常温下___________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)“哈伯法”合成氨的工业条件为400~500℃、10~30MPa,是综合考虑了___________因素(至少写两点)。
(3)t℃时向2L的某刚性容器中充入。已知平衡时体系中的体积占比为,则该反应的平衡常数___________
Ⅱ.“哈伯法”的原料来自于化石燃料,该过程会产生大量温室气体。近年来有科学家提出通过电解氮气和水来合成氨气(NRR反应)。
(4)一种常温常压下NRR反应的装置如图所示,请写出阴极的电极反应方程式:___________


(5)下表为不同电压下进行电解时电极表面的气体产生情况(以为计算值)
①表中的最大产率=___________(产率=实际产量/理论产量×100%,常温常压下,结果保留3位有效数值)
②较高电压下的生成速率下降的原因是:___________
电压V通入速率mL/min生成速率mL/min生成速率mg/min
0.2250.0150.51
0.3250.0380.68
0.4250.0950.65
0.5250.110.52

(6)如图为电极表面“”的可能路径(表示电极表面)。该过程中会产生两种具有对称结构的副产物,分别为:___________(填化学式)。

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【推荐1】BaS是一种白色晶体,微溶于水,可用于制备立德粉、Na2S等。工业上可用H2与重晶石(BaSO4)在高温下反应制备BaS,热化学方程式为BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)。回答下列问题:
(1)在温度和容积不变的条件下,能说明该反应已达到平衡状态的是_____(填字母序号)。
a.n(H2)=n(H2O)
b.容器内压强保持不变
c.
d.水蒸气的浓度保持不变
(2)平衡后下列措施既可提高反应速率,又可提高H2的转化率的是____(填字母序号)。
a.使用催化剂        
b.升高反应体系的温度
c.增大反应容器的体积
d.及时从反应体系中分离出水蒸气
(3)将温度恒定为T℃,向体积为2L的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2。在不同时间测得H2的物质的量如下表:
时间/min0t2t3t4t
n(H2)/mol2.001.50n0.900.80

①2t时,n____1.20(填“>”、“<”或“=”)
②若氢气的平衡转化率为a,则该温度下反应的化学平衡常数K=_____(用含a的
代数式表示);若测得该反应达到平衡时吸热Q kJ ,则x=______(用含a、Q的代数式表示)。
(4)为了探究温度、固体反应物的表面积对化学反应速率的影响,某同学在一固定容积的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2,设计了下表中的三组实验:
实验编号T/ ℃C起始(H2)/molL-1重晶石的比表面积/m2g-1
I850C13.4
IIT10.807.6
9000.807.6

①填写上表中的实验条件:T1=______,c1=______
②在直角坐标系中画出I, II两组实验氢气的浓度随时间变化趋势图,并在每条曲线上标明对应的实验编号。____________
2016-12-09更新 | 340次组卷
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【推荐2】氧化钪()在合金、电光源、催化剂和陶瓷等领域有广泛应用,以钪锰矿石(含、CaO、FeO)为原料制备氧化钪的一种工艺流程如图所示。

已知:①TBP和P507均为有机萃取剂;②常温下,;③草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物。回答下列问题:
(1)为了提高“浸取”效果,可采取的措施有_______ (写出一种)。
(2)“浸取”时铁屑被氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是_______
(3)“萃取除铁”时铁和钪的萃取率与O/A(有机相与水相的体积比)的关系如图所示。该工艺中最佳O/A为_______

(4)“萃余液2”中的金属阳离子有_______
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(6)已知。“沉钪”时,发生反应,此反应的平衡常数 _______ (用含a、b、c的代数式表示)。反应过程中,草酸用量过多时,钪的沉淀率下降,原因可能是_______
(7)草酸钪晶体;在空气中加热,随温度的变化情况如图所示。250℃时,晶体的主要成分是_______ (填化学式)。550~850℃发生反应的化学方程式为_______

2023-04-21更新 | 269次组卷
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①2AgNO3(s)=2Ag(s)+2NO2(g)+O2(g) H1>0
②2NO2(g)N2O4(g) H2<0
(1)温度T1时,在0.5L的恒容密闭容器中投入0.04molAgNO3(s)并完全分解,测得混合气体的总物质的量(n)与时间(t)的关系如图1所示:

①下列情况能说明体系达到平衡状态的是____(填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量不再改变
b.O2的浓度不再改变
c.NO2的体积分数不再改变
d.混合气体的密度不再改变
②若达到平衡时,混合气体的总压强p=0.8MPa,反应开始到10min内N2O4的平均反应速率为____MPa·min-1。在该温度下2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数Kp=____(MPa)-1(结果保留3位有效数字)。[提示:用平衡时各组分分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),组分的分压(p1)=平衡时总压(p)×该组分的体积分数(φ)]。
③实验测得=(NO2)消耗=kc2(NO2),=2(N2O4)消耗=kc(N2O4),k、k为速率常数且只受温度影响。则化学平衡常数K与速率常数k、k的数学关系是K=____。若将容器的温度改变为T2时,其k=10k,则T1____T2(填“>”“<”或“=”)。
(2)用活性炭还原法可将氮氧化物转化为无毒气体,有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入足量的活性炭和一定量NO,20min达到平衡,保持温度和容器体积不变再充入NO和N2,使二者的浓度均增加至原来的两倍,此时反应____ (填“>”“<”或“=”)。
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