题库 高中化学

题干

我国科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了在铁掺杂W18O49纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,获得较高的氨产量和法拉第效率。反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

(1)需要吸收能量最大的能垒(活化能)E=__ev,该步骤的化学方程式为___;
(2)对于合成氨反应N2+3H22NH3,在标况下,平衡常数Kθ=,其中pθ为标准压强(1×105Pa),p(NH3)、p(N2)和p(H2)为各组分的平衡分压[已知p(NH3)=x(NH3)p,其中p为平衡总压,x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数]。
①若起始N2和H2物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,达到平衡时H2的转化率为ɑ,则Kθ=___(用含ɑ的最简式表示)。
②图中可以示意标准平衡常数Kθ随温度T变化趋势的是___(填序号).

(3)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。

该电池工作时,正极的电极反应为___。中间所用的交换膜应该为___(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”或“质子交换膜”)。相比现有工业合成氨,该方法的优点是:___。(任写一条)
上一题 下一题 0.99难度 综合题 更新时间:2020-03-29 01:38:53

答案(点此获取答案解析)

同类题1

碳及其化合物在科研、工业生产中有着重要作用。请按要求回答下列问题。
(1)一定条件下,CH4和 CO2都能与 H2O 形成笼状结构的水合物晶体,CH4与 H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。已知:CO2(g)+nH2O(l)=CO2·nH2O(s)△H=-57.98 kJ·mol-1, CH4(g)+nH2O(l)=CH4·nH2O(s)   △H=-54.49 kJ·mol-1 。则反应: CO2(g)+CH4·nH2O(s) = CH4(g) +CO2·nH2O(s)的△H=_______________;该反应能在一定条件下自发进行的理论依据是______________。
(2)固定和利用 CO2能有效地利用资源并减少空气中的温室气体。工业上利用 CO2 生产甲醇方法的反应原理:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。现将6mol CO2和 8 mol H2充入一容积为 2 L 的密闭容器中(温度保持不变),测得 H2的物质的量随时间变化如下图实线所示。

①该反应在 0~8 min 时,H2的平均反应速率:_____________;v 正(a)_____________v 正(d)(填“<”“>”“=”);CO2的平衡转化率:_____________。该温度下平衡常数的值为_____________。
②若起始反应物投料量不变,重新进行两次实验(每次仅改变某一条件),所测得 H2的物质的量随时间变化如上图中两条虚线。则 b、c、d 三点平衡常数: K(b)______________K(c)______________K(d)(填“<”“>”“=”)。
③在恒温恒容的条件下,再充入 3 mol CO2 和 4 mol H2,达新平衡时,H2O 的体积分数将______________(填“增大”“不变”或“减小”)
(3)如图为甲醇燃料电池,其负极电极方程式为______________。

同类题3

乙烯是一种重要的化工原料,可由乙烷为原料制取,回答下列问题。
(1)传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下:
①C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)    ΔH1=+136kJ·mol-1
②C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g)    ΔH2=-110kJ·mol-1
已知反应相关的部分化学键键能数据如下:
化学键
H-H(g)
H-O(g)
O=O
键能(kJ·mol-1)
436
x
496
 
由此计算x=___,通过比较ΔH1和ΔH2,说明和热裂解法相比,氧化裂解法的优点是___(任写一点)。
(2)乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外,还存在CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应),图甲为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响。乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是___,反应的最佳温度为___(填序号)。
A.700℃B.750℃C.850℃D.900℃

乙烯选择性=;乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性
(3)烃类氧化反应中,氧气含量低会导致反应产生积炭堵塞反应管。图乙为的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。判断乙烷氧化裂解过程中的最佳值是___,判断的理由是___。
(4)工业上,保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应,通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气体(惰性气体的体积分数为70%),掺混惰性气体的目的是___。反应达平衡时,各组分的体积分数如下表:
组分
C2H6
O2
C2H4
H2O
其他物质
体积分数/%
2.4
1.0
12
15
69.6
 
计算该温度下的平衡常数:Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数)。