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  • 1. (2023高三上·朝阳期中) 合成氨的发展体现了化学科学与技术的不断进步。

    1. (1) 1898年,化学家用氮气、碳化钙(CaC2)与水蒸气反应制备氨:

      i.碳化钙和氮气在1000℃的高温下产生氰氨化钙(CaCN2);

      ii.氰氨化钙与水蒸气反应生成氨气。

      写出反应ii化学方程式:

    2. (2) 20世纪初,以N2和H2为原料的工业合成氨方法研制成功。其反应为:

      ①N2的化学性质稳定,即使在高温、高压下,N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。从分子结构角度解释原因:

      ②压强对合成氨有较大影响。下图为不同压强下,以物质的量分数x(H2)=0.75、x(N2)=0.25进料(组成1),反应达平衡时,x(NH3)与温度的计算结果。

      i.判断压强:p1p2(填“>”或“<”),简述理由:

      ii.在p1、x(NH3)=0.20时,氮气的转化率为

      iii.合成氨原料气中存在不参与反应的Ar时会影响NH3的平衡含量。在p1时,以物质的量分数x(H2)=0.675、x(N2)=0.225、x(Ar)=0.10进料(组成2),反应达平衡时x(NH3)与温度的计算结果与组成1相比有一定变化,在上图中用虚线画出相应曲线

    3. (3) 我国科学家研制出双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,纳米Fe的温度为547℃,而的温度为415℃,解决了温度对合成氨工业反应速率和平衡转化率影响矛盾的问题,其催化合成氨机理如图所示。

        

      分析解释:与传统的催化合成氨(铁触媒、)相比,双催化剂双温催化合成氨具备优势的原因是

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