題目列表(包括答案和解析)
(7分) 科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
⑴目前合成氨的技術(shù)原理為:
該反應(yīng)的能量變化如圖所示。
①在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E2的變化是: 。(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②將一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密閉容器中,在500℃、2×107Pa下達到平衡,測得N2為0.1 mol,H2為0.3 mol,NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為 。
③欲提高②容器中H2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是 。
A.向容器中按原比例再充入原料氣 B.向容器中再充入惰性氣體
C.改變反應(yīng)的催化劑 D.液化生成物分離出氨
⑵1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳導(dǎo)H+),從而實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨。其實驗裝置如圖所示。陰極的電極反應(yīng)式為 。
⑶根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道,在常溫、常 壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3和TiO2)表面與水發(fā)生下列反應(yīng):
進一步研究NH3生成量與溫度關(guān)系,常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如下:
T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①合成反應(yīng)的a_ 0。(填“大于”、“小于”或“等于”)
②已知
則
(14分)(1)二氧化硫的催化氧化的過程如圖所示,
其中a、c二步的化學(xué)方程式可表示為:
SO2+V2O5SO3+ V2O4
4VOSO4+O22V2O5+4SO3。
該反應(yīng)的催化劑是 (寫化學(xué)式)
(2)壓強及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
壓強/MPa 溫度/℃ | 0.1[ | 0.5 | 1 | 10 |
400 | 99.2% | 99.6% | 99.7% | 99.9% |
500 | 93.5% | 96.9% | 97.8% | 99.3% |
600 | 73.7% | 85.8% | 89.5% | 96.4% |
(14分)(1)二氧化硫的催化氧化的過程如圖所示,
其中a、c二步的化學(xué)方程式可表示為:
SO2+V2O5SO3+ V2O4
4VOSO4+O22V2O5+4SO3。
該反應(yīng)的催化劑是 (寫化學(xué)式)
(2)壓強及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
壓強/MPa 溫度/℃ |
0.1[ |
0.5 |
1 |
10 |
400 |
99.2% |
99.6% |
99.7% |
99.9% |
500 |
93.5% |
96.9% |
97.8% |
99.3% |
600 |
73.7% |
85.8% |
89.5% |
96.4% |
當(dāng)合成SO3的反應(yīng)達到平衡后,改變某一外界條件(不改變SO2、O2和SO3的量),反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示。圖中t1 時引起平衡移動的條件可能是 其中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段時間是 。
(3)550 ℃時,SO2轉(zhuǎn)化為SO3的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如右圖所示。將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密閉容器中,反應(yīng)達平衡后,體系總壓強為0.10 M Pa。試計算反應(yīng)2SO32SO2+O2 在550 ℃時的平衡常數(shù)K= 。
反應(yīng)達平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是
A.升高溫度 B.充入He(g),使體系總壓強增大
C.再充入2 mol SO2和1 mol O2 D.再充入1 mol SO2和1 mol O2
(4)SO3溶于水得到硫酸。在25°C下,將x mol·L-1的氨水與y mol·L-1的硫酸等體積混合,反應(yīng)后溶液中顯中性,則c(NH4+) 2 c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代數(shù)式表示出氨水的電離平衡常數(shù) 。
壓強/MPa 溫度/℃ | 0.1[ | 0.5 | 1 | 10 |
400 | 99.2% | 99.6% | 99.7% | 99.9% |
500 | 93.5% | 96.9% | 97.8% | 99.3% |
600 | 73.7% | 85.8% | 89.5% | 96.4% |
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