【题目】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,2018年是合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)获得诺贝尔奖100周年

(1)合成氨反应是一个可逆反应:N2g+3H2g2NH3g),已知298K时:ΔH=-92.2kJ/molΔS=-198.2J/(K·mol),则根据正反应的焓变和熵变分析,常温下合成氨反应____(填不能)自发进行。实验研究表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式如下,v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)k为速率常数,请根据该关系式分析,如果想增大合成氨反应的速率,从浓度的角度可以采用的措施为________。根据合成氨反应的特点,请再说出一项能够提高合成氨反应速率的措施_________

(2)研究表明,在Fe催化剂作用下合成氨的反应历程为(*表示吸附态):

化学吸附:N2(g)→2N*H2(g)→2H*;

表面反应:N*+H*NH*NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*

附:NH3*NH3(g)

其中,N2的吸附分解反应速率慢,解决了合成氨的整体反应速率。

实际生产中,合成氨常用工艺条件:Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0×107Pa,原料中N2H2物质的量之比为12.8。请回答:

①分析说明原料中N2过量的理由____________

②近年来,中国科学院大连化学物理研究所陈平研究团队经过近二十年的积累,先后在催化剂分解、催化氨合成、化学链合成氨等方面取得重要进展。关于合成氨工艺的下列理解,正确的是______

A.人们对合成氨研究的重要目的之一是要实现氨的低温高效合成

B.控制温度(773K)远于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.陈平团队首次报道了具有优异低温活性的LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,它可以大大提高反应的平衡转化率

D.N2的吸附分解反应活化能高,是合成氨反应条件苛刻的重要原因

E.陈平团队构建了一条基于可再生能源的化学链合成氨工艺流程,可以显著提高能效

(3)N2H2生成NH3的反应为:N2(g)+H2(g)NH3(g),的标准平衡常数,其中为标准大气压(1×105Pa),为各组分的平衡分压,如P(NH3)=x(NH3) PP为平衡总压,x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。

N2H2起始物质的量之比为13,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为,则_________(用含的最简式表示)

②根据合成氨反应的特点,标准平衡常数随温度T升高而逐渐______(填增大减小)。

(4)希腊两位科学家曾经采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶体薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)。钯电极A______极(填),该极上的电极反应式是___________

 0  195789  195797  195803  195807  195813  195815  195819  195825  195827  195833  195839  195843  195845  195849  195855  195857  195863  195867  195869  195873  195875  195879  195881  195883  195884  195885  195887  195888  195889  195891  195893  195897  195899  195903  195905  195909  195915  195917  195923  195927  195929  195933  195939  195945  195947  195953  195957  195959  195965  195969  195975  195983  203614 

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