工業利用N2、H2催化合成氨實現了人類“向空氣中要面包”的夢想。
(1)原料氣(含N2、H2、CO)中的CO能被催化劑吸附,需經過銅氨液處理除去,反應為:[Cu(NH3)2]++CO+NH3?[Cu(NH3)3CO]+ΔH<0。
①除去原料氣中CO的理由是 防止催化劑中毒防止催化劑中毒。
②為提高CO吸收率,應選擇的條件為 CC。
A.高溫高壓
B.高溫低壓
C.低溫高壓
D.低溫低壓
③[Cu(NH3)3CO]+中的配體為 NH3、CONH3、CO。
(2)研究發現鐵催化劑表面上合成氨的反應歷程如圖所示,其中吸附在鐵催化劑表面上的物種用*標注。

①該反應歷程中最大活化能對應步驟的化學方程式為 NH2*+H*=NH3*NH2*+H*=NH3*。合成氨反應12N2(g)+32H2(g)?NH3(g)的ΔH=-(a-b)-(a-b)kJ?mol-1(用圖中字母表示)。
②鐵催化合成氨時N2與H2需吸附在催化劑表面活性位點進行反應,由合成氨反應的速率方程v=k?c(N2)?c1.5(H2)?c-1(NH3)(k為速率常數)可知,c(NH3)越大,反應速率越小。原因是 氨氣濃度越大,占據催化劑表面更多活性位點,阻礙氮氣和氫氣的吸附氨氣濃度越大,占據催化劑表面更多活性位點,阻礙氮氣和氫氣的吸附。
(3)反應N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的標準平衡常數可表達為:Kθ=(pNH3pθ)2(pN2pθ)(pH2pθ)3,其中pθ為標準壓強(0.1MPa),pNH3、pN2和pH2分別為各組分的平衡分壓(分壓=總壓×物質的量分數)。若N2和H2起始物質的量之比為1:3,反應在恒溫、恒壓(10MPa)下進行,平衡時N2轉化率為50%,則Kθ=5.3×10-45.3×10-4(寫出計算過程,結果保留兩位有效數字)。
1
2
3
2
(
p
N
H
3
p
θ
)
2
(
p
N
2
p
θ
)
(
p
H
2
p
θ
)
3
【答案】防止催化劑中毒;C;NH3、CO;NH2*+H*=NH3*;-(a-b);氨氣濃度越大,占據催化劑表面更多活性位點,阻礙氮氣和氫氣的吸附;5.3×10-4
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:81引用:1難度:0.5
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