1、大题过关检测化学反应原理综合题非选择题：共6小题1二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)n(H2O)_。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)n(H2)13，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是_、_。CO2催化加氢合成C2H4反应的H_0(填“大于”或“小于”)。(3)根据图中点A(440 K，0.39)
2、，计算该温度时反应的平衡常数Kp_(MPa)3(列出计算式。以分压表示，分压总压物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_。2甲烷CO2重整反应可以得到用途广泛的合成气，已知方程式为CH4(g)CO2(g)=2H2(g)2CO(g)H0。回答下列问题：(1)相关物质的燃烧热数据如表所示：物质CH4(g)CO(g) H2(g)燃烧热/(kJmol1)890.3283.0285.8H_kJmol1。用Ni基双金属催化，反应的活化能降低，H_(填“变大”“变小”或“不变”)。(
3、2)控制其他条件不变，改变温度对合成气中甲烷质量分数的影响如图。若充入a mol CH4，经过2小时后达到如图A点，2小时内用CH4表示的平均反应速率为_molh1(用a表示)；假设A为平衡状态，此时压强为2MPa，平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数，保留2位小数)。(3)甲烷的重整反应速率可以表示为kp(CH4)p(CH4)是指甲烷的分压，其中k为速率常数。下列说法正确的是_。a增加甲烷的浓度，增大b加CO2浓度，增大c及时分离合成气，增大 d通过升高温度，提升k(4)一定温度下反应会出现积碳现象而降低催化剂活性。图是Ni基双金属催化剂抗积碳的示意图。结合图示：写出
4、一个可能的积碳反应方程式_。金属钴能有效消碳的原因是_。3当前，二氧化碳排放量逐年增加，CO2的利用和转化成为研究热点。.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程：反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.01 kJmol1反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H24.52 kJmol1反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H41.17 kJmol1(1)2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g)H_kJmol1。(2)在压强3.0 MPa，4，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是
5、指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)：当温度超过290 ，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_。除了改变温度外，能提高二甲醚选择性的措施为_(只要求写一种)。根据图1中数据计算300 时，CH3OCH3的平衡产率为_。.在席夫碱(含“RC=N”的有机物)修饰的纳米金催化剂上，CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程，如图2所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。(3)决速步反应为_(填“吸热反应”或“放热反应”)。(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2，当CO2浓度超过某数值后，继续增大CO2的浓度，反应速率基本保持不变的原因是_。.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含A
6、l3的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的AlCO2充电电池，其总反应式为4Al9CO22Al2(CO3)33C。(5)电池放电时，正极反应式为_。(6)不用水溶液做电解质的主要原因是_。4研究大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。汽车尾气中的CO、NOx、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮氧化物，防止空气污染。回答下列问题：(1)已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.4 kJmol14NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l)H905.8 kJmol1NH3能将NO转化成无毒物质。写出在298K时该反应的热化学方程式
7、：_。(2)我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法：C(s)2NO(g) N2(g)CO2(g)H0。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率(NO)随温度的变化关系如图所示：由图可知，温度低于1 050 K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是_。用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp _已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。(3)氮氧化物也可以用尿素(NH2)2CO水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为11的NO和NO2混合气，可
8、将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为_。(4)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C，通入NO使其浓度达到0.1 molL1。不同温度下，测得2小时时NO去除率如图所示：据图分析，490 以下反应活化能最小的是_(用a、b、c表示)；CaO/C、La2O3/C去除NO效果比C更好，其理由是_。(写出一条即可)上述实验中，490 时，若测得CaO/C对NO的去除率为60%，则可能采取的措施是_。A恒容下，及时分离出CO2B压缩体积C恒容下，向体系通入氮气490 时的反应速率v(NO)_ molL1h1，该温度
9、下此反应的平衡常数为121，则反应达到平衡时NO的去除率为_(保留两位有效数字)。5工业合成尿素以NH3和CO2作为原料，在合成塔中存在如图转化：(1)液相中，合成尿素的热化学方程式为2NH3(l)CO2(l)=H2O(l)NH2CONH2(l)H_ kJmol1。(2)在不同温度下，反应中NH3的转化率与时间的关系如图。温度T1_T2(填“”“”或“”)，原因是_。保持容器体积不变，在反应初期，可以提高单位时间内NH3转化率的措施有_(填字母)。a增大CO2的浓度b增大水的分压(分压总压物质的量分数)c通入惰性气体d升高温度(3)在液相中，CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比、初始水碳比关系
10、如图：曲线A、B中，_(填“A”或“B”)的W较小。其他条件不变时，随着温度的升高，平衡转化率下降的原因是_。对于液相反应常用某组分M达到平衡时的物质的量分数x(M)表示平衡常数(记作Kx)。195 时，2NH3(l)CO2(l) H2O(l)NH2CONH2(l)的Kx的值为_。6合成氨是人工固氮的主要手段，对人类生存社会进步和经济发展都有着重大意义。该反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。回答下列问题：(1)合成氨反应的热化学方程式为_。(2)该反应历程中最大能垒为_kJmol1。(3)下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由此可推知，表中T2_573(填“”“
11、”或“”)。T/KT1573T2K1.001072.451051.88103(4)在一定温度和压强下，将H2和N2按体积比31在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡时体系的总压强为p，混合气体中NH3的体积分数为，此时N2的转化率为_，该反应的压强平衡常数Kp_。(5)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H0。其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，经过相同时间，NO转化率与温度的关系如图。工业上选择催化剂_(填“甲”或“乙”)。在催化剂甲作用下，图中M点NO的转化率_(填“是”或“不是”
12、)该温度下的平衡转化率。高于210 时，NO转化率降低的原因可能是_。大题过关检测化学反应原理综合题非选择题：共6小题1二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)n(H2O)_。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)n(H2)13，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是_、_。CO2催化加氢合成C2H4反应的H_
13、0(填“大于”或“小于”)。(3)根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp_(MPa)3(列出计算式。以分压表示，分压总压物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_。解析：(1)由题意知二氧化碳与氢气反应生成乙烯和水，反应的化学方程式为2CO26H2CH2=CH24H2O，n(C2H4)n(H2O)14；此反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向(正反应方向)移动，n(C2H4)变大。(2)反应方程式中CO2和H2的系数之比
14、为13，开始时加入的n(CO2)n(H2)13，则平衡时n(CO2)n(H2)也应为13，n(C2H4)n(H2O)应为14，由题图可知曲线a为H2，b为H2O，c为CO2，d为C2H4，随温度升高，平衡时C2H4和H2O的物质的量分数逐渐减小，H2和CO2的物质的量分数逐渐增加，说明升高温度平衡逆向移动，根据升高温度平衡向吸热的方向移动，知正反应方向为放热反应，H小于0。(3)在440 K时，氢气的物质的量分数为0.39，H2O的物质的量分数也为0.39，根据平衡时n(CO2)n(H2)13知，CO2的物质的量分数为，根据平衡时n(C2H4)n(H2O)14，知C2H4的物质的量分数为，则p
15、(H2)0.390.1 MPa，p(H2O)0.390.1 MPa，p(C2H4)0.39 MPa，p(CO2)0.39 MPa，Kp(MPa)3(MPa)3。(4)压强和温度一定，若要提高反应速率和乙烯的选择性，可采用选择合适催化剂等方法。答案：(1)14变大(2)dc小于(3)(4)选择合适催化剂等2甲烷CO2重整反应可以得到用途广泛的合成气，已知方程式为CH4(g)CO2(g)=2H2(g)2CO(g)H0。回答下列问题：(1)相关物质的燃烧热数据如表所示：物质CH4(g)CO(g) H2(g)燃烧热/(kJmol1)890.3283.0285.8H_kJmol1。用Ni基双金属催化，反
16、应的活化能降低，H_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)控制其他条件不变，改变温度对合成气中甲烷质量分数的影响如图。若充入a mol CH4，经过2小时后达到如图A点，2小时内用CH4表示的平均反应速率为_molh1(用a表示)；假设A为平衡状态，此时压强为2MPa，平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数，保留2位小数)。(3)甲烷的重整反应速率可以表示为kp(CH4)p(CH4)是指甲烷的分压，其中k为速率常数。下列说法正确的是_。a增加甲烷的浓度，增大b加CO2浓度，增大c及时分离合成气，增大 d通过升高温度，提升k(4)一定温度下反应会出现积碳现象而降低催化剂活
17、性。图是Ni基双金属催化剂抗积碳的示意图。结合图示：写出一个可能的积碳反应方程式_。金属钴能有效消碳的原因是_。解析：(1) .CO(g)O2(g)=CO2(g) H1283 kJmol1，.H2(g)O2(g)=H2O(g)H2285.8 kJmol1，.CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H3890.3 kJmol1，由盖斯定律22可得，CH4(g)CO2(g)=2H2(g)2CO(g) H890.3 kJmol12283 kJmol12285.8 kJmol1247.3 kJmol1。用Ni基双金属催化，反应的活化能降低，但是不会改变H。(2)根据图像1，n(CH4)n(C
18、O2)a mol，A点甲烷的质量分数为0.200，则A点甲烷的变化量c(CH4)a mol mol mol，V(CH4) molh10.125 molh1； CH4(g)CO2(g)=2H2(g)2CO(g)n0/mol aa 0 0n/mol 0.25a 0.25a 0.5a 0.5a，n1/mol 0.75a 0.75a 0.5a 0.5aKp0.07。(3)增加甲烷的浓度，甲烷的转化率降低，导致p(CH4)在增大，故kp(CH4)增大，故a正确；增加CO2浓度，导致甲烷的转化率增大，导致p(CH4)在减小，故kp(CH4)减小，故b不正确；及时分离合成气，导致平衡向右移动，导致甲烷的转化
19、率增大，导致p(CH4)在减小，故kp(CH4)减小，故c不正确；通过升高温度，增大活化分子数，提高k，故d正确。(4)反应过程中甲烷分解，可能的方程式为CH4C2H2；根据图像中碳的转换判断CO能结合CO2中的O原子，与Co表面产生的积碳发生反应，生成CO而消碳。答案：(1)247.3不变(2)0.125a 007(3)ad(4)CH4C2H2CO能结合CO2中的O原子，与Co表面产生的积碳发生反应，生成CO而消碳3当前，二氧化碳排放量逐年增加，CO2的利用和转化成为研究热点。.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程：反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H
20、49.01 kJmol1反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H24.52 kJmol1反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H41.17 kJmol1(1)2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H_kJmol1。(2)在压强3.0 MPa，4，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)：当温度超过290 ，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_。除了改变温度外，能提高二甲醚选择性的措施为_(只要求写一种)。根据图1中数据计算300 时，CH3OCH3的平衡产率为_。
21、.在席夫碱(含“RC=N”的有机物)修饰的纳米金催化剂上，CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程，如图2所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。(3)决速步反应为_(填“吸热反应”或“放热反应”)。(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2，当CO2浓度超过某数值后，继续增大CO2的浓度，反应速率基本保持不变的原因是_。.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含Al3的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的AlCO2充电电池，其总反应式为4Al9CO22Al2(CO3)33C。(5)电池放电时，正极反应式为_。(6)不用水溶液做电解质的主要原因是_。解析：(1)由盖斯定律可得：2反应得到：2C
22、O2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H122.54 kJmol1。(2)反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H41.17 kJmol1，为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO2转化率升高，反应生成二甲醚为放热反应，温度升高，使CO2转化率下降，当上升程度大于下降程度时，转化率升高，所以原因是温度超过290 时，以反应为主，反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大；能提高二甲醚选择性的措施为增大压强(或使用合适的催化剂)；根据图1知，300 时CO2的平衡转化率为30%，CH3OCH3的选择性20%，设起始时加入CO2的物质的量为a，则反应
23、消耗CO2的物质的量为a30%20%，消耗H2的物质的量为3a30%20%，故CH3OCH3的平衡产率为6%。(3)活化能越大，反应速率越慢，由图2知决速步反应为COH*=HCO，该步骤的反应物的能量低于生成物的能量，为吸热反应。(4)席夫碱在该反应中并不参与反应，起到吸附和活化CO2的作用，CO2浓度超过某数值后即席夫碱达到的最大催化活性，反应速率保持不变。(5)电池放电时，正极发生还原反应，CO2被还原为C，电极反应式为9CO24Al312e=2Al2(CO3)33C。(6)不用水溶液作电解质的主要原因是Al2(CO3)3会发生水解(或铝能和水反应)。答案：(1)122.54(2)温度超过
24、290 时，以反应为主，反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大增大压强(或使用合适的催化剂) 6%(3)吸热反应(4)席夫碱吸附CO2已达到饱和(5) 9CO24Al312e=2Al2(CO3)33C(6)Al2(CO3)3会发生水解(或铝能和水反应)4研究大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。汽车尾气中的CO、NOx、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮氧化物，防止空气污染。回答下列问题：(1)已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.4 kJmol14NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l)H905.8
25、kJmol1NH3能将NO转化成无毒物质。写出在298K时该反应的热化学方程式：_。(2)我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法：C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)H0。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率(NO)随温度的变化关系如图所示：由图可知，温度低于1 050 K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是_。用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp _已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。(3)氮氧化物也可以用尿素(N
26、H2)2CO水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为11的NO和NO2混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为_。(4)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C，通入NO使其浓度达到0.1 molL1。不同温度下，测得2小时时NO去除率如图所示：据图分析，490 以下反应活化能最小的是_(用a、b、c表示)；CaO/C、La2O3/C去除NO效果比C更好，其理由是_。(写出一条即可)上述实验中，490 时，若测得CaO/C对NO的去除率为60%，则可能采取的措施是_。A恒容下，及时分离出CO2B压缩体积C恒
27、容下，向体系通入氮气490 时的反应速率v(NO)_ molL1h1，该温度下此反应的平衡常数为121，则反应达到平衡时NO的去除率为_(保留两位有效数字)。解析：(1)对已知热化学方程式编号、，根据盖斯定律，5可得4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(l) H905.8 kJmol15(180.4 kJmol1)1 807.8 kJmol1。(2)温度低于1 050 K时，反应未达到平衡状态，因此随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大，1 050 K、1.1106 Pa时，NO的转化率为80%，假设起始投入NO的物质的量为1 mol，则列三段式有： C(s)2NO(g)N2(g
28、)CO2(g)起始量/mol 1 0 0转化量/mol 0.8 0.4 0.4平衡量/mol 0.2 0.4 0.4因此反应的平衡常数Kp4。(3)由题可知，用尿素水溶液吸收体积比为11的NO和NO2混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体N2，则反应的化学方程式为(NH2)2CONONO2=2N2CO22H2O。(4)根据图像，490 以下，a(CaO/C)的NO去除率最高，故加入a(CaO/C)的反应活化能最小，因为活性炭负载钙、镧氧化物的反应活化能小，反应速率快(或纯碳的活化能高、反应速率慢)，所以在相同条件下，NO去除率更高。根据图像可知，490 时CaO/C对NO的去除率为45%，若
29、测得去除率为60%，说明采取的措施使得平衡正向移动，则可能是恒容下，及时分离出CO2，即减小生成物浓度，使平衡向正反应方向移动，NO的去除率升高，故选A。490 时，NO的去除率为45%，则反应速率v(NO)0.022 5 molL1h1，若该温度下的平衡常数为121，列三段式有： C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)起始/(molL1) 0.1 0 0转化/(molL1) x 平衡/(molL1) 0.1x 则有：K121，解得x0.096，则此时NO的去除率为100%96%。答案：(1)4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(l)H1 807.8 kJmol1(2)温度低于
30、1 050 K时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大4(3)(NH2)2CONONO2=2N2CO22H2O(4)a活性炭负载钙、镧氧化物的反应活化能小，反应速率快，相同条件下，NO去除率更高(或纯碳的活化能高、反应速率慢) A0.022 596%5工业合成尿素以NH3和CO2作为原料，在合成塔中存在如图转化：(1)液相中，合成尿素的热化学方程式为2NH3(l)CO2(l)=H2O(l)NH2CONH2(l)H_ kJmol1。(2)在不同温度下，反应中NH3的转化率与时间的关系如图。温度T1_T2(填“”“”或“”)，原因是_。保持容器体积不变，在反应初期，可以提高
31、单位时间内NH3转化率的措施有_(填字母)。a增大CO2的浓度b增大水的分压(分压总压物质的量分数)c通入惰性气体d升高温度(3)在液相中，CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比、初始水碳比关系如图：曲线A、B中，_(填“A”或“B”)的W较小。其他条件不变时，随着温度的升高，平衡转化率下降的原因是_。对于液相反应常用某组分M达到平衡时的物质的量分数x(M)表示平衡常数(记作Kx)。195 时，2NH3(l)CO2(l)H2O(l)NH2CONH2(l)的Kx的值为_。解析：(1)液相中，发生反应2NH3(l)CO2(l)NH2COONH4(l)H1109.2 kJmol1和NH2COONH4(
32、l)NH2CONH2(l)H2O(l)H215.5 kJmol1，两式相加得到合成尿素总反应的化学方程式：2NH3(l)CO2(l)H2O(l)NH2CONH2(l)，则HH1H293.7 kJmol1。(2)由图可知，在T2时，NH3转化率变化更快，即反应速率更快，所以T2对应的温度更高，温度：T1T2，原因是图中T2的曲线斜率较大，反应速率较快，因此温度较高。反应2NH3(l)CO2(l)H2O(l)NH2CONH2(l)H93.7 kJmol1，保持容器体积不变，在反应初期，反应未达到平衡，加快正反应速率可以提高单位时间内CO2转化率。通入惰性气体，反应物浓度不变，正反应速率未发生改变，
33、c错误；增大水的分压，正反应速率未加快，b错误。答案选a、d。(3)2NH3(l)CO2(l)H2O(l)NH2CONH2(l)H93.7 kJmol，当初始氨碳比相同时，初始水碳比越大，二氧化碳转化率越低，根据图像可知曲线A、B中A的二氧化碳转化率较高，所以W较小的曲线是A。该反应为放热反应，其他条件不变时，随着温度的升高，平衡向逆反应方向移动，平衡转化率下降。N点初始氨碳比为3，初始水碳比为0，CO2转化率为75%，设初始的氨物质的量为3a mol，则初始的CO2物质的量为a mol，消耗的CO2物质的量为0.75a mol，列出三段式：2NH3(l)CO2(l)H2O(l)NH2CONH
34、2(l)起始/mol 3a a 0 0变化/mol 1.5a 0.75a 0.75a 0.75a平衡/mol 1.5a 0.25a 0.75a 0.75a平衡时物质的总量为3.25a mol，则平衡常数Kx3.25。答案： (1)93.7(2)图中T2的曲线斜率较大，反应速率较快，因此温度较高ad(3)A2NH3CO2=NH2COONH4是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动3.256合成氨是人工固氮的主要手段，对人类生存社会进步和经济发展都有着重大意义。该反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。回答下列问题：(1)合成氨反应的热化学方程式为_。(2)该反应历程中
35、最大能垒为_kJmol1。(3)下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由此可推知，表中T2_573(填“”“”或“”)。T/KT1573T2K1.001072.451051.88103(4)在一定温度和压强下，将H2和N2按体积比31在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡时体系的总压强为p，混合气体中NH3的体积分数为，此时N2的转化率为_，该反应的压强平衡常数Kp_。(5)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H0。其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，经过相同时间，NO转化率与温度的关
36、系如图。工业上选择催化剂_(填“甲”或“乙”)。在催化剂甲作用下，图中M点NO的转化率_(填“是”或“不是”)该温度下的平衡转化率。高于210 时，NO转化率降低的原因可能是_。解析：(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1，由图可计算得出H。(2)能垒是从反应物到过渡态能量的变化，图中两个过渡态，两个能垒分别为90 kJmol134 kJmol1124 kJmol1、500 kJmol1148 kJmol1352 kJmol1。(3)因为合成氨是放热反应，温度升高，平衡会逆向移动，平衡常数减小。故T2573T1。(4)假设起始时，H2的物质的量是3 mol，N2是1 m
37、ol，平衡时N2转化了x mol，则 N23H22NH3n起始/mol 1 30n/mol x 3x 0n平衡/mol 1x 33x 2x由题可知：，x0.6。此时总物质的量4 mol2x mol2.8 mol，N2的体积分数，H2的体积分数。反应的平衡常数。(5)由图可知，催化剂乙可以在较低温度就具有较高的催化效率，故选择催化剂乙；催化剂只影响化学反应速率，不影响平衡的移动，故M点NO的转化率是该温度下的平衡转化率；催化剂的使用有一定的适宜温度，温度高于210 时，催化剂活性降低，故NO转化率降低。答案：(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1(2)352(3)(4)60%(5)乙不是催化剂活性降低
