【题目】地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。人工固氮最主要的方法是HaberBosch法。通常用以铁为主的催化剂在400500℃和1030MPa的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。

Fe催化剂作用下的反应历程为(*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*

脱附:NH3*NH3(g)

其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。

请回答:

(1)已知合成氨反应中生成1 mol NH3放出46kJ热量,该反应的热化学方程式为______

(2)实际生产中,原料气中N2H2物质的量之比为12.8。分析说明原料气中N2过量的理由________

(3)关于合成氨工艺的下列理解,正确的是____________

A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零

B.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行

D.原料中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生

(4)已知反应:N2(g)+H2(g)NH3(g)标准平衡常数,其中为标准压强(1×105Pa),为各组分的平衡分压,如:=p为平衡总压,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,N2的平衡转化率为,则=_________(用含的最简式表示)。

(5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示:

①阴极生成氨的电极反应式为__________

②阳极产物只有O2,电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量,结合电极反应式解释原因:___________________

 0  198131  198139  198145  198149  198155  198157  198161  198167  198169  198175  198181  198185  198187  198191  198197  198199  198205  198209  198211  198215  198217  198221  198223  198225  198226  198227  198229  198230  198231  198233  198235  198239  198241  198245  198247  198251  198257  198259  198265  198269  198271  198275  198281  198287  198289  198295  198299  198301  198307  198311  198317  198325  203614 

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