合成氨反应是化学上最重要的反应:

(1)合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH4)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得,反应中每生成2 mol CO2吸收316kJ热量,该反应的热化学方程式是_______________________,该方法制得的原料气中主要杂质是CO2,若用K2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式是________________。

(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。下图是当反应器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料后,在200 ℃、400 ℃、600 ℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是________。

②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是________(填序号)

A.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)=K(Q) >K(N)

B.加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C.相同压强下,投料相同,达到平衡消耗时间关系为c>b>a

D.由曲线a可知,当压强增加到100 MPa以上,NH3的物质的量分数可达到100%

③N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,N点的化学平衡常数K=_________________(精确到小数点后两位)。

(3)合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法,将含氨的碱性废水通入电解系统后,在阳极上氨被氧化成氮气而脱除,阳极的电极反应式为______________________。

(4)NH3 可以处理NO2 的污染,方程式如下: NO2+ NH3N2+ H2O(未配平)当转移0.6 mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是 L。

人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇(CH3OH)等产生,工业上利用该反应合成甲醇。

已知:25℃,101kPa下:H2(g)+ 1/2O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol

CH3OH(g)+ 3/2O2(g)═CO2 (g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol

(1)写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式______________________;

(2)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中,电解质溶液为酸性,示意图如下图所示:

①电池外电路电子的流动方向为__________________(填写“从A到B”或“从B到A”)。

②工作结束后,B电极室溶液的酸性与工作前相比将_________(填写“增大”、“减小”或“不变”,溶液体积变化忽略不计)。

③A电极附近甲醇发生的电极反应式为______________ ;

(3)已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(二甲醚)(g)+H2O(g),温度T1时平衡常数为400,此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度/(mol•L-1)

0.44

0.6

0.6

①比较此时正、逆反应速率的大小:V正_________ V逆(填“>”“<”或“=”)。

②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时C(CH3OH)= ______;该时间内反应速率V(CH3OH)=_____。

(4)一定条件下CO和H2也可以制备二甲醚,将amolCO与3amolH2充入一固定体积的密闭容器中,发生反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(二甲醚) (g)+CO2(g) △H<0,要提高CO的转化率,可以采取的措施是_______(填字母代号)

a.分离出二甲醚 b.加入催化剂 c.充入He,使体系压强增大 d.增加CO的浓度

e.再充入1molCO和3molH2

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