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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:166 题号:18454769
合成氨是人类科学技术的一项重大突破。完成下列填空:

(1)如图表示未用催化剂时,反应生成时的能量变化。写出该反应的热化学方程式:___________。在如图画出加入正催化剂后,反应的能量变化示意图______
(2)该反应的熵变,则a___________0(填“>”或“<”),该反应能自发进行的温度(T)范围是___________(用含a的不等式表示)。
(3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________。(选填编号)
A.容器内的浓度之比为1∶3∶2
B.质量分数保持不变
C.容器内气体压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(4)在温度分别为时,固定的投入量,起始的物质的量与平衡时的物质的量分数关系如图。

图像中的关系是:___________。(选填“>”、“<”或“=”)
a、b、c、d四点中,转化率最高的是:___________
(5)某温度下,向一4L恒容密闭容器中充入。20min后,的浓度为,用表示的20min内平均反应速率为___________,此时浓度商(Q)的数值为___________。若此时,则Q___________K(填“>”、“<”或“=”,K表示该温度下反应的平衡常数)
(6)电化学法合成氨是常温合成氨的重要研究领域。如图是一种电化学合成氨过程的示意图。

该装置的电极a是___________极,b电极的电极反应式为___________

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【推荐1】既是温室气体又是丰富的碳基资源。甲烷与二氧化碳重整反应是制合成气()的有效途径之一。合成气可用于二甲醚合成、羰基合成、费托合成等。因此,具有较好的市场前景。
(1)已知在、298K条件下,各物质燃烧热数据如下表:
物质(g)
燃烧热()-890.0-283.0-285.00

则甲烷与二氧化碳重整反应制合成气的热化学方程式为:________________
(2)在T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入。反应体系中的物质的量随时间变化关系如下表:
时间/min0205060100
0.50.480.250.250.25

①20min时,________;当反应进行到60min时,________20min时的大小关系(填“<”、“=”或“>”);反应进行到60min时,下列能够提高平衡时合成气产率的措施有:_______________________
A.将反应时间延长至150min                                           B.移除一部分合成气
C.适当提高反应升高温度                                                D.改用高效催化剂
②反应进行到下列各图的p点时,能够说明该反应达到平衡状态的是:___________
A. B. C. D.
③已知:p(H2)、p(CO)、p(CH4)和p(CO2)为各组分的平衡分压(气体分压p=气体总压p×体积分数),p为平衡总压。若开始测得反应体系的压强为3.0Mpa,则合成气反应达到平衡状态时Kp=________。(结果保留一位小数)
(3)由于原料气的比较高,催化剂易结焦,特别是高温反应时积碳严重,影响了此过程大规模工业化的应用。某科研小组研究了Sr助剂对10%催化剂性能的影响如表1所示,请判断催化剂上Sr助剂的最佳质量含量为________(横坐标表示Sr助剂的质量含量),判断的理由是________________(写出两点)

(4)如图所示,以为燃料气,高温电化学法制备合成气的发电系统中,在电场作用下,通过氧化物电解质中氧空位迁移到负极,与发生氧化还原反应。试用电极反应方程式表示负极发生反应的总过程:___________________________________
2020-06-17更新 | 141次组卷
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名校
【推荐2】CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) ΔH =a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:

t/min

n(CO)/mol

n(Cl2)/mol

0

1.2

0.6

1

0.9

2

0.8

4

0.2


①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=_______mol/(L·min)。
②在2min~4min间,v(Cl2______v(Cl2 (填“>”、“=”或“<”), 该温度下K =_______L/ mol。
③已知X、L可分别代表温度或压强,如图表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系。
X代表的物理量是__________;a_________0 (填“>”,“=”,“<”)。

(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体:
2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-748 kJ·mol-1
①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的NO转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高NO转化率降低的原因可能是____________________

②已知:测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种,方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为________________;方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气,将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式______________________
(3)一定条件下,将CO和H2充入2L密闭容器中反应,可生成甲醚(CH3OCH3)。
4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H<0
下列能判断反应达到平衡的是_______________
A.υ(H2)=2υ(CO) B.容器内的压强不变
C.混合气体的密度不变             D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.甲醚的浓度保持不变
2017-06-20更新 | 52次组卷
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【推荐3】氯化铁溶液与碘化钾溶液反应是高中阶段常见的氧化还原反应且反应现象较为明显,某实验小组通过实验探究发现为可逆反应。已知是一种常见的溶剂,与水互不相溶,碘单质在该溶剂中溶解后溶液呈紫红色。回答下列问题:
(1)已知该反应的能量变化如下图所示,则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)在一定条件下,反应过程中能量变化符合上图的是________。
A.氧化钙与水反应B.晶体和NH4Cl晶体反应
C.碳酸氢钠与盐酸反应D.甲烷在氧气中燃烧

(3)为了证实氯化铁与碘化钾反应为可逆反应,该实验小组还设计了如下实验方案:取少量氯化铁溶液于试管中,再往试管中加入过量的等物质的量浓度的碘化钾溶液,充分反应后加入适量的振荡且静置,发现下层形成了紫红色的溶液,若要证明该反应存在限度,请补充实验操作及现象:__________
(4)为了探究在可逆反应中增大某种反应物的浓度是否能提高生成物的产量,在一定温度下,该实验小组通过测定相同时间t min内产生I2的量来进行验证,实验记录如下表,混合后溶液体积变化忽略不计:

实验编号

0.1

5

0.1

5

0.2

5

0.1

5

0.3

5

0.1

5

①利用实验Ⅰ的数据,计算该反应在0~t min FeCl3的平均反应速率为________
②利用表格数据计算t min时实验Ⅱ中的转化率为________%。
(5)若将的正反应设计为原电池,用石墨作电极材料,其中,正极发生________反应(填“氧化”或“还原”),负极电极反应式为________________
2024-06-05更新 | 139次组卷
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