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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:24 题号:23177370
合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如下:(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)

1.上图可知合成氨反应_______,对总反应速率影响较大步骤的化学方程式为_______
2.若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是_______。
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加
B.增加反应物的浓度,使单位体积内活化分子百分数增加
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加

起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如下图。

3.上图_______(选填“>”“<”或“=”);理由是_______
4.该反应从开始到平衡时生成氨气的平均速率:_______;反应的平衡常数:B点_______D点。(选填“>”“<”或“=”)
5.C点的转化率为_______
6.在恒温恒容密闭容器中,下列能判断合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是_______。
A.正反应速率和逆反应速率相等且为零B.氮气和氢气的转化率相等
C.氮气的转化率达到最大值D.

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【推荐1】甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂,可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成:CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)     ∆H。回答下列问题:
(1)反应过程中反应物首先被催化剂吸附,再经历过渡态,最终得到产物,相对能量与反应历程的关系如图1所示(其中N1表示甲醇和异丁烯同时被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N,表示异丁烯先被吸附),该反应的∆H=____kJ·mol-1,下列说法错误的是____

A.过渡态1比另两种过渡态稳定
B.三种反应历程中,N3反应速率最快
C.降低温度和增大压强都有利于提高反应物平衡转化率
D.起始投料在刚性容器中分别采用三种途径反应相同时间,三种途径MTBE的产率一定相同
(2)向刚性密闭容器中充入等物质的量的甲醇和异丁烯,在催化剂作用下,分别在T1和T2两个温度反应,异丁烯的转化率随时间的变化关系如图2所示。

①T2时,反应90min后到达点B,此时甲醇的体积分数为____(保留3位有效数字)
②A、B、M三点中,正反应速率最大的是____,逆反应速率最小的是____
③比较A、B、M三点的平衡常数K(A)、K(B)、K(M),从大到小的顺序是____
④已知对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),标准平衡常数Kθ=,其中PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压,分压=总压×该组分物质的量分数,pθ=100kPa。在T1时,将等物质的量的甲醇和异丁烯充入恒容密闭容器中(初始压强为200kPa),甲醇的平衡分压为____,反应的标准平衡常数Kθ=____
2022-02-27更新 | 1029次组卷
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【推荐2】和乙烷反应是实现碳减排目标、利用非常规能源的重要手段。涉及的反应如下:
(i)   
(ii)   
(1)反应的平衡常数可表示为,则_______(用表示)。
(2)在恒温恒容条件下,在密闭容器中发生反应(i)。下列说法中能表明反应体系已达平衡状态的有_______(填标号)。
A.混合气体的压强不再改变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.每消耗的同时生成
D.
(3)与反应(i)相比,加入发生反应(ii)后,的转化率明显增大,其原因为_______
(4)在催化剂表面反应时有多种可能的路径,如图所示。其中最主要的路径为路径_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),该路径中的速控步为_______(用方程式表示)。

(5)一定温度和压强下,向密闭容器中充入一定量的进行模拟实验,部分物质的相关信息如下表:
物质
n(投料)/mol11.50
n(平衡)/mol0.5x0.2

达到平衡时,_______的物质的量分数为_______,反应(ii)的化学平衡常数为_______
2023-03-09更新 | 237次组卷
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【推荐3】催化剂在化学等领域中具有重要应用。
(1)在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷()和乙醛()。根据图示答题:
       
①中间体生成吸附态的活化能为_____
②由生成的热化学方程式为_____
(2)一定条件下,银催化剂表面上存在反应:,该反应平衡压强与温度T的关系如下:
401443463
1051100
①463K时的平衡常数_____
②起始状态Ⅰ中有,经下列过程达到各平衡状态:
   
已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,下列叙述正确的是_____(填字母)。
A.从Ⅰ到Ⅱ的过程
B.
C.平衡常数:
D.若体积,则
E.逆反应的速率:
③某温度下,向恒容容器中加入,分解过程中反应速率与压强P的关系为,k为速率常数(定温下为常数)。当固体质量减少4%时,逆反应速率最大。若转化率为14.5%,则_____(用k表示)。
(3)电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应,结果如下图所示。图中300K的曲线是_____(填“a”或“b”。)300K、60s时的转化率为_____(列出算式)。
   
2023-10-20更新 | 130次组卷
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