解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷266
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:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b40e9885954a0612133d1a8b1ed320e.svg)
(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
和
。已知平衡时体系中
的体积占比为
,则该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.svg)
___________ 。
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:___________ 。
(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)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/99b053c8-3efa-4cd5-83ee-c3ed51517ad9.png?resizew=560)
Ⅰ.传统的“哈伯法”反应原理为:
(1)上述反应在常温下
(2)“哈伯法”合成氨的工业条件为400~500℃、10~30MPa,是综合考虑了
(3)t℃时向2L的某刚性容器中充入
Ⅱ.“哈伯法”的原料
(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
①表中
②较高电压下
电压V | |||
0.2 | 25 | 0.015 | 0.51 |
0.3 | 25 | 0.038 | 0.68 |
0.4 | 25 | 0.095 | 0.65 |
0.5 | 25 | 0.11 | 0.52 |
(6)如图为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/91893bd2-4200-4b7d-8bec-43a4a6aca648.png?resizew=52)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/99b053c8-3efa-4cd5-83ee-c3ed51517ad9.png?resizew=560)
2023·湖北·二模
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哈伯发明用氮气和氢气合成氨的方法,获得了1918年诺贝尔化学奖。其原理为
,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f56c45623707fa747674cfa9c63af5a5.svg)
________ (填“>”“<”或“=”)0。
(1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是__________ (填标号)。
A.因为
,所以该反应一定能自发进行
B.采用高压是为了增大反应速率,但会使反应物的转化率降低
C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D.使用催化剂增大反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是________ (填标号)。
a.容器内
、
、
的浓度之比为1∶3∶2
b.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89acdffd03ee7dac1330e03f34892c15.svg)
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)工业上合成氨的部分工艺流程如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/8/c4929cfb-f471-4dd5-8a86-225bb220a528.png?resizew=336)
请用平衡移动原理解释在工艺流程中及时分离出氨气和将
分离后的原料气循环使用的原因___________________ 。
(4)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始时氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示
的物质的量)。
①图中
和
的关系:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.svg)
________ (填“>”“<”或“=”)
。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,
的转化率最高的是__________ (填字母)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/8/6e088f75-1e48-4792-89f8-2ab67df86614.png?resizew=248)
(5)恒温下,向一个4L的密闭容器中充入5.2mol
和2mol
,反应过程中对
的浓度进行测定,得到的数据如表所示:
①此条件下该反应的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.svg)
________ 。
②若维持容器容积不变,温度不变,向原平衡体系中加入
、
和
各4mol,化学平衡将向_______ (填“正”或“逆”)反应方向移动。
(6)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/752b95d243bc7e40f77f2808ef7e6590.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbcdabfe7a28e519fe628867a45fd9d7.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/292bde594676a66f68a700e121c76bc4.svg)
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式________________ 。
(1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是
A.因为
B.采用高压是为了增大反应速率,但会使反应物的转化率降低
C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D.使用催化剂增大反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内
b.
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)工业上合成氨的部分工艺流程如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/8/c4929cfb-f471-4dd5-8a86-225bb220a528.png?resizew=336)
请用平衡移动原理解释在工艺流程中及时分离出氨气和将
(4)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始时氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示
①图中
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/8/6e088f75-1e48-4792-89f8-2ab67df86614.png?resizew=248)
(5)恒温下,向一个4L的密闭容器中充入5.2mol
时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
②若维持容器容积不变,温度不变,向原平衡体系中加入
(6)已知:
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式
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