分析 (1)依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算①+②+③得到CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學反應方程式;
(2)合成氨反應為:N2+3H2?2NH3,測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6:18:1,設這三種氣體體積分別為6xL、18xL、xL,設H2的轉(zhuǎn)化率為a,則參加反應的氫氣體積為18xaL,出口處N2、H2、NH3的體積分別為6x(1-a)L、(18x-18xa)L、(x+6xa)L,出口處N2、H2、NH3的體積比為9:27:8,即6x(1-a)L:(18x-18xa)L:(x+6xa)L=9:27:8,據(jù)此計算氫氣轉(zhuǎn)化率;
(3)在厭氧氨氧化菌的催化作用下,使銨鹽與亞硝酸鹽反應生成N2和水;
(4)N2/H2生物燃料電池,以質(zhì)子交換膜為隔膜,室溫條件下合成了氨的同時還提供了電能,是發(fā)生原電池反應,負極是氫氣失電子發(fā)生氧化反應,正極是氮氣得到電子發(fā)生還原反應;
(5)在有氧條件下,溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低,是催化劑活性減小,在溫度為420~580K時,有氧條件下NO生成N2的轉(zhuǎn)化率明顯高于無氧條件,是一氧化氮和氧氣易發(fā)生反應生成二氧化氮,二氧化氮與氨氣更易發(fā)生氧化還原反應.
解答 解:(1)①2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159.5kJ•mol-1
②NH2CO2NH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=+28.5kJ•mol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
蓋斯定律計算①+②+③,則NH3(g)與CO2(g)合成CO(NH2)2(s)和H2O(g)的熱化學方程式為2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-87 kJ•mol-1 ,
故答案為:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-87 kJ•mol-1;
(2)合成氨反應為:N2+3H2?2NH3,測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6:18:1,設這三種氣體體積分別為6xL、18xL、xL,設H2的轉(zhuǎn)化率為a,則參加反應的氫氣體積為18xaL,出口處N2、H2、NH3的體積分別為6x(1-a)L、(18x-18xa)L、(x+12xa)L,出口處N2、H2、NH3的體積比為9:27:8,即6x(1-a)L:(18x-18xa)L:(x+12xa)L=9:27:8,則氫氣轉(zhuǎn)化率a為25%,
故答案為:25%;
(3)在厭氧氨氧化菌的催化作用下,使銨鹽與亞硝酸鹽反應生成N2和水,反應的離子方程式為:NH4++NO2-$\frac{\underline{\;厭氧氨氧化菌\;}}{\;}$N2+2H2O,
故答案為:NH4++NO2-$\frac{\underline{\;厭氧氨氧化菌\;}}{\;}$N2+2H2O;
(4)N2/H2生物燃料電池,以質(zhì)子交換膜為隔膜,室溫條件下合成了氨的同時還提供了電能,是發(fā)生原電池反應,負極是氫氣失電子發(fā)生氧化反應,正極是氮氣得到電子發(fā)生還原反應,正極電極反應N2+6e-+6H+═2NH3,
故答案為:N2+6e-+6H+═2NH3;
(5)在有氧條件下,溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是催化劑活性降低,在溫度為420~580K時,有氧條件下NO生成N2的轉(zhuǎn)化率明顯高于無氧條件的原因可能是:NO與O2反應生成NO2,NO2更易與NH3反應,
故答案為:催化劑活性降低;NO與O2反應生成NO2,NO2更易與NH3反應.
點評 本題考查了熱化學方程式書寫、化學平衡計算、原電池原理分析、圖象變化趨勢的理解應用,掌握基礎是解題關鍵,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 探究不同催化劑對H2O分解速率影響 | |
B. | 探究溫度對2NO2?N2O2平衡影響 | |
C. | 驗證Cr2O72-+H2O?2CrO42-+H+平衡狀態(tài)變化 | |
D. | 驗證鈉和水反應的熱效應 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | m點:v(正)>v(逆) | |
B. | 活化能:過程Ⅱ>過程I | |
C. | n點時該反應的平衡常數(shù)K=50 | |
D. | 過程I,t2時刻改變的反應條件可能是升高溫度 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 不能發(fā)生銀鏡發(fā)應,能發(fā)生水解反應 | |
B. | 1mol 該物質(zhì)最多可與含2mol溴單質(zhì)的濃溴水反應 | |
C. | 1mol 該物質(zhì)最多可與4molNaOH反應 | |
D. | 與Na、NaHCO3、Na2CO3均能發(fā)生反應 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 離子半徑:W>Z>X | |
B. | 單質(zhì)熔點:W>Z | |
C. | 最高正價:W>X>Y>Z | |
D. | W、X、Z最高價氧化物對應的水化物相互之間能發(fā)生反應 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 用裝置甲制取氯氣 | |
B. | 用裝置乙使Br-全部轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì) | |
C. | 用裝置丙分液時先從下口放出水層,再從上口倒出有機層 | |
D. | 用裝置丁將分液后的水層蒸發(fā)至干,再灼燒制得無水FeCl3 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 常溫下,pH=2的硫酸溶液中,由水電離出的H+個數(shù)為10-12NA | |
B. | 標準狀況下,1.12L二氯甲烷含氯離子數(shù)為0.2NA | |
C. | 向過量FeI2溶液中通入Cl2,當有1mol Fe2+被氧化時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA | |
D. | 2molNH3與3molO2在催化劑作用下加熱充分反應后,所得NO分子數(shù)小于2NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
實驗要求 | 化學試劑 |
(1)檢驗酒精中是否有水 | ④ |
(2)吸收CO中的H2O | ② |
(3)驗證味精中是否有食鹽 | ① |
(4)分離碘水中的碘 | ③ |
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