23.(10分)根据碰撞理论,分子在发生反应时必须要进行有效碰撞。那些具有足够高能量,能发生有效碰撞的分子称为活化分子,要使普通分子成为活化分子所需最小能量称为活化能(Ea)。一定温度下气体分子中的活化分子百分数是一定的,而催化剂可以改变活化能的大小。如图表示298.15K时,N2、H2与NH3的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图,据图回答:
![]()
⑴写出合成氨反应的热化学方程 ;
⑵在图中曲线 (填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线,铁触媒能加快反应速率的原理 ;
⑶目前合成氨工业广泛采用的反应条件500℃、20~50MPa、铁触媒,反应转化率不超过50%,工业上为了进一步提高氨气产率,你认为下列措施最经济可行的是 ;
A.降低反应温度,让反应向着有利氨气生成的方向进行
B.升高反应温度,让更多的分子变成活化分子
C.寻求能在更低的温度下有很强催化活性的新型催化剂
D.寻求新型耐高压材料,将压强增大一倍
⑷在一定条件下,将3molN2和3molH2充入一个容积固定的密闭容器中发生反应.当反应达到平衡时NH3为n mol.在与上述完全相同的容器中,保持温度不变,若平衡时NH3仍为n mol,则下列组合中正确的是 (填编号)。
|
编号 |
起始状态/mol |
||
|
N2 |
H2 |
NH3 |
|
|
① |
2 |
0 |
2 |
|
② |
2.5 |
1.5 |
1 |
|
③ |
8/3 |
2 |
2/3 |
|
④ |
0 |
0 |
2 |
18.(12分)某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)
![]()
实验选用细铜丝、98.3% H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端没入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方。
|
(1)A试管上方的长导管的作用是_______________;D、E两支试管中CCl4的作用是_____________。
(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:__ __。
(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是:_____ __。
设计实验验证你的猜想_______ ____。
(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是
__ ___。(写化学式)