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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷161
合成氨工业结束了人类依靠天然氮肥的历史，解决了人类的粮食问题。氨气广泛应用于化肥、制药、合成纤维等领域，极大地影响了人类的发展历史。
(1)以与为原料合成尿素[CO(NH2)2]的主要反应如下：
①
②
写出与合成尿素和水蒸气的热化学反应方程式___________。
(2)工业合成氨的反应原理为。时该反应的能量变化如图1所示，图中曲线___________(填字母)表示加入催化剂的能量变化曲线，催化剂能加快反应速率的原因是___________。科学工作者发现一种优良的合成氨催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料，反应的部分历程如图2所示，则该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)___________，对应步骤的化学方程式为___________。

(3)在实际生产中，合成氨工艺常用条件为铁触媒作催化剂、控制温度、压强，原料中N2和H2的物质的量之比为1∶2.8.下列关于合成氨工艺的叙述，正确的是___________(填字母)。
a.平衡后再通入N2，当重新达到平衡时，N2在混合气中的体积分数减小
b.控制温度(500℃)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和较快的反应速率
c.分离空气得到的N2须净化处理，以防止催化剂活性降低
d.原料气中N2过量，是因为N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率
(4)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入和，加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度和压强下开始反应，并用压力计检测容器内压强随反应时间的变化如下：
反应时间/051015202530
压强/16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60

时，该反应_______(填“>”、“=”或“<”)，该反应的平衡常数表达式K=_______。从反应开始到25min时，用H2表示的平均反应速率_______。
21-22高二上·福建漳州·期末
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知识点：盖斯定律与热化学方程式化学反应速率计算化学平衡的移动及其影响因素 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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氨气广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域，合成氨工业极大地影响了人类的发展历程。
(1)工业上用氨和二氧化碳为原料，在一定条件下合成尿素CO(NH2)2，已知：
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) ΔH = -159.5kJ/mol
②NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH = +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH = +44.0kJ/mol
写出氨气与二氧化碳生成尿素和液态水的热化学反应方程式___________。
(2)已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，一定温度下，将N2和H2以物质的量之比为1∶1充入盛有催化剂的密闭容器，下列图象t时刻一定处于平衡状态的是___________。
A．B．
C．D．
(3)200℃时，将N2(g)和H2(g)以物质的量之比为1∶3充入恒压容器中，容器内起始压强为P0，达到平衡时N2的转化率为50%，则该反应的平衡常数KP=___________(用含有P0的式子表示。KP为分压平衡常数，气体分压=气体总压强×该气体的体积分数)
(4)某温度下，将一定量的NH3充入盛有催化剂的恒容容器中，一段时间达到平衡后，升高温度，当再次达到平衡时，N2的分压增大，原因是___________。
(5)我国科学家利用密度泛函理论筛选出合成氨的优良催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料，反应历程如图：

该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)E正=___________eV。
(6)25℃时，将2a mol/L的稀氨水与a mol/L的盐酸等体积混合后，试比较下列关系的大小(填“＜”“＞”或“=”)：c(NH) + c(H+)___________c(NH3∙H2O) + c(OH-) (NH3∙H2O的Kb=1.8×10-5)
氨气广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域，合成氨工业极大地影响了人类的发展历程。
(1)工业上用氨和二氧化碳为原料，在一定条件下合成尿素CO(NH2)2，已知：
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) ΔH = -159.5kJ/mol
②NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH = +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH = +44.0kJ/mol
写出氨气与二氧化碳生成尿素和液态水的热化学反应方程式__________。
(2)已知反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH <0，一定温度下，将N2和H2以物质的量之比为1∶1充入盛有催化剂的密闭容器，下列图象t时刻一定处于平衡状态的是______。

(3)200℃时，将N2(g)和H2(g)以物质的量之比为1∶3充入恒压容器中，容器内起始压强为P0，达到平衡时N2的转化率为50%，则该反应的平衡常数KP=___________(用含有P0的式子表示。KP为分压平衡常数，气体分压=气体总压强×该气体的体积分数)
(4)某温度下，将一定量的NH3充入盛有催化剂的恒容容器中，一段时间达到平衡后，升高温度，当再次达到平衡时，N2的分压增大，原因是_________。
(5)我国科学家利用密度泛函理论筛选出合成氨的优良催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料，反应历程如图：

该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)E=__________eV。
(6)中科院大连化物所应用混合导体透氧膜制备氨合成气和液体燃料合成气，工作原理如图所示，请写出膜Ⅰ侧H2O发生的电极反应方程式：_________。

(7)25℃时，将2a mol/L的稀氨水与a mol/L的盐酸等体积混合后，试比较下列关系的大小(填“<”“>”或“=”)：c(NH) + c(H+)____c(NH3∙H2O) + c(OH-) (NH3∙H2O的Kb=1.8×10-5)
德国科学家哈伯在1905年发明了合成氨的方法，开辟了人工固氮的重要途径，解决了亿万人口生存问题。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ·mol-1，请回答下列问题：
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2，加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下表：
反应时间/min051015202530
压强/MPa16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60

则从反应开始到25min时，以H2表示的平均反应速率为_______。
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，初始时氮气、氢气的体积比为1：3，在相同催化剂条件下平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示。

①A、B两点化学反应速率：v逆(A)_______v逆(B) (填“>”、“=”、“＜”)。
②在C点时，N2的转化率为_______。
(3)随着温度升高，单位时间内NH3的产率增大，温度高于900°C以后，单位时间内NH3的产率开始下降的原因可能是：升高温度催化剂活性降低；_______。
(4)工业上利用氨气生产氢氰酸的反应为：NH3(g)+CH4(g)3H2(g)+HCN(g) ΔH>0，在其他条件一定，该反应达到平衡时NH3转化率随外界条件Y变化的关系如图所示，Y代表_______(填字母代号)。
A．原料中CH4与NH3的体积比B．温度C．压强D．催化剂
(5)工业合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，当进料体积比V(N2)：V(H2)=1：3时，平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示：500°C、压强为10P0时，Kp=_______[Kp为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)，用P0的代数式表示]。

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