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科學家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法.曾有報道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應,生成的主要產物為NH3和另一種常見氣體.進一步研究NH3生成量與溫度的關系(其它條件均相同),部分實驗數據見下表:

T/K

303

313

323

平衡時NH3的生成量/(10﹣6mol)

4.8

5.9

6.0

回答下列問題:

(1)寫出該反應的化學方程式  

(2)該反應的焓變△H  0(填“>”、“<”或“=”)

(3)請在答題紙的坐標圖中畫出上述反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖,并進行必要標注.

(4)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應速率慢.請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議:  

(5)已知:

N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol

H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣184.6kJ/mol

N2(g)+2H2(g)+Cl2(g)═NH4Cl(s)△H=﹣313.6kJ/mol

計算NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)的反應焓變:△H=  


考點:

反應熱和焓變;熱化學方程式.

專題:

化學反應中的能量變化.

分析:

(1)根據已知反應物和生成物分析出另一種產物,再利用氧化還原配平法配平;

(2)圖表分析溫度升高,平衡狀態(tài)氨氣的物質的量增大,說明升溫平衡正向進行,正反應為吸熱反應;

(3)催化劑是通過降低反應的活化能來加快化學反應速率的;

(4)根據影響化學反應速率的因素和影響平衡的因素來回答;

(5)根據蓋斯定律來計算;

解答:

解:(1)已知反應物是N2和H2O生成物有NH3,N2→NH3用氮元素化合價降低,則氧元素化合價一定升高,所以另一種產物為氧氣,再根據氧化還原配平法配平方程式為:2N2+6H2O4NH3+3O2,故答案為:2N2+6H2O4NH3+3O2;

(2)圖表分析溫度升高,平衡狀態(tài)氨氣的物質的量增大,說明升溫平衡正向進行,正反應為吸熱反應,△H>0;

故答案為:>;

(3)催化劑是通過降低反應的活化能來加快化學反應速率的,所以圖象為:,故答案為:;

(4)可提高其反應速率且增大NH3生成量,增大速率,且平衡正移,根據影響化學反應速率的因素和影響平衡的因素可知,升高溫度,增大反應物氮氣的濃度,能提高其反應速率且平衡正移;

故答案為:升高溫度,增大反應物氮氣的濃度;

(5)①已知:

N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol

H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣184.6kJ/mol

N2(g)+2H2(g)+Cl2(g)═NH4Cl(s)△H=﹣313.6kJ/mol;

把第一個和第二個方程除以2,反寫后相加,再與第三個方程相加,則△H=×92.4kJ/mol+×184.6kJ/mol+(﹣313.6kJ/mol)=﹣175.1 kJ/mol,

故答案為:﹣175.1 kJ/mol;

點評:

本題考查學生化學平衡和化學反應速率的有關知識,以及反應方向的判斷,綜合性較強,難度中等.

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:


下列措施不能夠使化學反應速率加快的是( 。

 

A.

升高溫度

B.

降低溫度

 

C.

使用催化劑

D.

增大固體反應物面積

   

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科目:高中化學 來源: 題型:


某同學欲用已知物質的量濃度的鹽酸來測定未知物質的量濃度的NaOH溶液時,選擇甲基橙作指示劑.請回答下列問題:

(1)用標準的鹽酸滴定待測的NaOH溶液時,左手把握酸式滴定管的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛注視 .直到因加入一滴鹽酸后,溶液由黃色變?yōu)槌壬,?u>  為止.

(2)下列操作中可能使所測NaOH溶液的濃度數值偏低的是  (填字母)

A.酸式滴定管未用標準鹽酸潤洗就直接注入標準鹽酸

B.滴定前盛放NaOH溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥

C.酸式滴定管在滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失

D.讀取鹽酸體積時,開始仰視讀數,滴定結束時俯視讀數

(3)若滴定開始和結束時,酸式滴定管中的液面分別如圖所示,則起始讀數為  mL,終點讀數為  mL;所用鹽酸的體 mL.

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列各組離子,在指定的環(huán)境中可能大量共存的是( 。

 

A.

水電離出來的c(H+)=10﹣13mol/L的溶液:K+、HCO3、Br、Ba2+

 

B.

滴加石蕊試液顯紅色的溶液:Fe2+、NH4+、Cl、NO3

 

C.

與金屬鋁反應只能放出氫氣的溶液:NO3、K+、Cl、Na+、OH

 

D.

c(H+)>c(OH)的溶液中:Na+、K+、SO42﹣、S2﹣

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科目:高中化學 來源: 題型:


可逆反應aX+2Y(g)⇌2Z(g)在一定條件下達到平衡后,t1和t2時各改變某一種外界條件,化學反應速率(v)﹣時間(t)圖象如圖.則下列說法正確的是( 。

 

A.

若X是固體,則t1時一定是增大了容器的壓強

 

B.

若X是氣體,則t2時可能是增大了容器的壓強

 

C.

若X是固體,則t1時可能是增大了X的質量

 

D.

t2時不可能是減小容器壓強;若采用了降溫措施,則該反應的正反應方向△H<0

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列溶液中:①石灰水  ②Na2S溶液  ③KMnO4溶液  ④溴水  ⑤酸化的Ba(NO32溶液   ⑥品紅溶液,不能區(qū)別SO2和CO2氣體的是()

    A.             ②④⑤              B. ①②            C. ①②⑤   D. 只有①

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科目:高中化學 來源: 題型:


類推是學習和研究的重要思維方法.下列類推結論正確的是()

     化學事實                           類推結論

A    Al在O2中燃燒生成Al2O3              Fe在O2中燃燒也生成Fe2O3

B    pH=3的鹽酸稀釋1000倍后pH=6       pH=6的鹽酸稀釋1000倍后pH=9

C    用電解熔融MgCl2的方法冶煉金屬鎂    用電解熔融NaCl的方法制取金屬鈉

D    將SO2通入BaCl2溶液中無沉淀生成    將SO2通入Ba(NO32溶液中也無沉淀生成

    A.             A  B.             B  C.             C  D.  D

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科目:高中化學 來源: 題型:


 A、B、C都是有機化合物,且有如下轉化關系:ABC,A的相對分子質量比B大2,C的相對分子量比B大16,C能與過量的NaOH反應生成一種常見的氣體,以下說法正確的是(  )

 

A.

A是乙炔,B是乙烯

B.

A是乙烯,B是乙烷

 

C.

A是乙醇,B是乙醛

D.

A是環(huán)己烷,B是苯

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科目:高中化學 來源: 題型:


在2 L容器中3種物質間進行反應,X、Y、Z的物質的量隨時間的變化曲線如圖。反應在t時刻達到平衡,依圖所示:

(1)該反應的化學方程式是___________________________。

(2)反應起始至t,Y的平均反應速率是_________________。

(3)X的轉化率是_____________________________________。

(4)關于該反應的說法正確的是________。

A.到達t時刻反應已停止

B.在t時刻之前X的消耗速率大于它的生成速率

C.在t時刻正反應速率等于逆反應速率

D.在t時刻達到平衡是因為此時反應物總物質的量與生成物總物質的量相等

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