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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

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同类题1

NO是重要化学物质。回答下列问题:
(1)工业生产硝酸时,首先氨氧化反应制备NO,写出该反应的化学方程式:_____________。
(2)工厂排放尾气中NO可用催化剂La0.8A0.2BCoO3+x(
A.B均为过渡元素)脱除。研究表明,一定温度下,NO的脱除率与还原剂(如H2)、催化剂以及催化剂表面氧缺位(※)的密集程度有关。催化机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:NO(g)+※→NO(吸附态)   ∆H1、K1
2NO(吸附态)→2N(吸附态)+O2(g)   △H2、K2
2N(吸附态)→N2(g)+2※ △H3、K3
2NO(吸附态)→N2(g) +2O(吸附态)   ∆H4、K4
2O(吸附态)→O2(g)+2※   △H5、K5
①第一阶段用H2还原B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,其原因是__________________________________。
②根据第二阶段可知,能量大小:NO(g)__________(填“>”“=”或“<”)NO(吸附态)。
③该温度下,NO脱除反应2NO(g) N2(g)+ O2(g)的平衡常数K=_____(用K1、K4、K5的表达式表示)。
(3)物质的生成热是指最稳定的单质合成1mol该物质所放出的热量(∆H);单质的生成热均为0。已知NO(g)、CO(g)、CO2(g)的生成热分别为90.4kJ·mol-1、l10kJ·mol-1、393 kJ·mol-1。则一定条件下,NO(g)与CO(g)反应2NO(g) + 2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H=_____。
(4)在2 L恒容密闭容器中充入4 mol CO和4 mol NO,发生反应2NO(g) +2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g),平衡时,NO的体积分数与温度(℃)、压强(Pa)的关系如图所示。

①C点NO的平衡转化率为______;若C点在10 min达到平衡,则10 min内CO的平均反应速率为________。
②若起始容器内压强为力P,则C点时该反应的平衡常数Kp=____ (用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
③若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是________________(从图中A、B、C、E点选填)。

同类题5

铁及其化合物在生产生活中应用最广泛,炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。由此产生的等废气处理意义重大。

(1)将应用于生产清洁燃料甲醇,既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道。其合成反应为。如图为平衡转化率和温度、压强的关系,其中压强分别为。据图可知,该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)。设的初始浓度为,根据时的数据计算该反应的平衡常数_________(列式即可)。若4.0Mpa时减小投料比,则的平衡转化率曲线可能位于II线的_________(填“上方”或“下方”)。
(2)时,向某恒温密闭容器中加入一定量的,发生反应,反应达到平衡后,在时刻,改变某条件,随时间(t)的变化关系如图1所示,则时刻改变的条件可能是______(填写字母)。
a 保持温度不变,压缩容器 b 保持体积不变,升高温度
c 保持体积不变,加少量碳粉   d 保持体积不变,增大浓度
   
(3)在一定温度下,向某体积可变的恒压密闭容器(p总)加入1molCO2与足量的碳,发生反应,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示,①650℃时,该反应达平衡后吸收的热量是___________KJ。②T℃时,若向平衡体系中再充入的混合气体,平衡_______________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)已知25℃时,,此温度下若在实验室中配制100mL 5 mol∙L−1FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入2 mol∙L−1的盐酸___________mL(忽略加入盐酸体积)。