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  • 1. (2021·大庆模拟) 氨是最重要的氮肥,也是产量最大的化工产品之一、合成氨工艺是人工固氮的重要途径。回答下列问题:

    1. (1) 已知气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量, 叫做该化学键的键能(kJ·mol-1)。一些键能数据如表:

      化学键

      键能E(kJ·mol-1)

      946.0

      436.0

      390.8

      反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)   ∆H=kJ/mol

    2. (2) 化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了部分参加反应的分子在固体催化剂表面合成氨的反应过程,模拟示意图如图:

      分别表示N2、H2、NH3

      i.图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面,图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②到图③的过程能量(填“吸收”或“放出”)。

      ii.N2的吸附分解反应速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。实际生产中,原料N2和H2物质的量之比为1︰2.8,分析说明N2过量的理由是

      iii.关于合成氨工艺,下列说法正确的是

      A.控制温度(773K)远高于室温,是为了提高平衡转化率和加快化学反应速率。

      B.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,利于化学平衡向正反应方向移动。

      C.当温度、体积一定时,在原料气中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率。

      D.原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生。

    3. (3) 在体积相同的密闭容器中按物质的量比 1︰3 投入氮气和氢气,发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)分别在200℃、400℃、600℃条件下进行反应,平衡时NH3的物质的量分数随总压强的变化曲线如图所示:

      i.M点和N点的平衡常数大小关系是KMKN(填“>”、“<”或者“=”)。

      ii.M点的平衡常数Kp=MPa-2(计算结果保留到小数点后两位。用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。)

    4. (4) 已知液氨中存在:2NH3(l)⇌NH+NH。用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2.阴极的电极反应式是

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