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  • 1. (2021·临汾模拟) 氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。请回答下列问题:

    1. (1) 煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物NOx , 用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。已知:

      ①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-865.0 kJ·mol-1

      ②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.5 kJ·mol-1

      ③适量的N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况下)NO时,吸收8.9 kJ的热量。

      则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=kJ·mol-1

    2. (2) 已知合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92 kJ·mol-1

      ①合成氨需要选择合适的催化剂,分别选用A、B、C三种催化剂进行实验,所得结果如图1所示(其他条件相同),则实际生产中适宜选择的催化剂是(填“A”、“B”或“C”),理由是

      ②科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向刚性容器中充人10.0 mol N2和20.0 mol H2 , 不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图2,T1、T2、T3由小到大的排序为;在T2、50MPa条件下,A点vv(填“>”、“<”或“=”);在温度T2压强50 MPa时,平衡常数Kp=MPa-2(列出表达式,分压=总压×物质的量分数)。

      ③合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):

      第一步N2(g)→2N*;H2(g)→2H*(慢反应)

      第二步N*+H* NH*;NH*+H* NH2*;NH2*+H* NH3*;(快反应)

      第三步NH3* NH3(g)(快反应)

      i.第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2相比:E1>E2 , 请写出判断理由

      ii.关于合成氨工艺的下列理解,正确的有(填写字母编号)。

      A.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加快的反应速率

      B.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零

      C.NH3易液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行

      D.原料气中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,以防催化剂中毒和安全事故发生

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