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  • 1. (2018·宜宾模拟) 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与进步作出了巨大贡献。

    1. (1) 450℃时,在一个体积为2L的恒容密闭容器中充入0.4 mol N2和0.6 mol H2(10min时改变某一条件),测得反应过程中N2、H2和NH3的物质的量随时间变化如下表:

      时间

      物质的量

      5 min

      10 min

      15 min

      20 min

      25 min

      n(N2)/mol

      0.36

      0.35

      0.275

      0.25

      0.25

      n(H2)/mol

      0.48

      0.45

      0.225

      0.15

      0.15

      n(NH3)/mol

      0.08

      0.1

      0.25

      0.30

      0.30


      ①5~10 min内,生成NH3的平均反应速率是 mol/(L·min)。

      ②下列能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是(填字母序号)。

      A.v(N2)=3v(H2)                   

      B.容器内压强保持不变


      C.容器内混合气体的密度保持不变    

      D.容器内混合气体的平均相对分子量不变

      ③第10 min时改变的条件是使用了高效催化剂,理由是

    2. (2) 合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH。

      相关化学键键能数据如下:

      化学键

      H—H

      N≡N

      N—H

      E /(kJ/mol)

      436

      946

      391


      由此计算ΔH=kJ/mol,低温下,合成氨反应(填“能”或“不能”)自发进行。已知合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的活化能Ea1=499kJ/mol,由此计算氨分解反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的活化能Ea2=kJ/mol。

    3. (3) 已知:氨在某催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应:

      反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)  △H =﹣906kJ/mol

      反应II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)  △H =﹣1267kJ/mol

      ①该条件下,N2(g)+O2(g) 2NO(g)  △H = kJ/mol

      ②为分析催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2 , 测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。

      该催化剂在较低温度时主要选择反应(填“反应Ⅰ”或“反应II”)。520℃时,反应Ⅰ的平衡常数K=(只列算式不计算)。

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