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【題目】目前工業(yè)合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol

(1)已知一定條件下:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) △H=-+1530.0kJ/mol。則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為_________________。

(2)如下圖,在恒溫恒容裝置中進行合成氨反應。

①表示N2濃度變化的曲線是_________。

②前25min內,用H2濃度變化表示的化學反應速率是_____________

③在25min末剛好平衡,則平衡常數K=___________。

(3)在恒溫恒壓裝置中進行工業(yè)合成氨反應,下列說法正確的是_______________

A.氣體體積不再變化,則已平衡

B.氣體密度不再變化,尚未平衡

C.平衡后,往裝置中通入一定量Ar,壓強不變,平衡不移動

D.平衡后,壓縮容器,生成更多NH3

(4)電廠煙氣脫氮的主反應為:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H<0

副反應為:2NH3(g)+8NO(g)=5N2O(g)+3H2O(g) △H>0

平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關系如下圖所示。

請回答:在400~600K時,平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規(guī)律是______,導致這種規(guī)律的原因是_________(任答合理的一條原因)。

(5)直接供氨式燃料電池是以NaOH溶液為電解質溶液,電池反應為4NH3+3O2=2N2+6H2O。則負極電極反應式為_______________。

【答案】 H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286.0kJ·mol1 C 0.12mol·L1·min1 (或0.15) AD 隨溫度升高,N2的含量降低 主反應為放熱反應,升溫使主反應的平衡左移(或副反應為吸熱反應,升溫使副反應的平衡右移,降低了NH3和NO的濃度,使主反應的平衡左移) 2NH3+6OH―6e===N2+6H2O

【解析】(1)已知:①2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) H=+1530.0kJ/mol,②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H=-93.0kJ/mol,根據蓋斯定律,(②×2-①)÷6可得:H2(g)O2(g)H2O(l) ΔH=-286.0kJ·mol-1;(2)①根據圖象可知,反應進行到25min時曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L,C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L,因此根據方程式可知表示N2濃度變化的曲線是C;②前25 min內,氫氣濃度減少了3mol/L,則用H2濃度變化表示的化學反應速率是3mol/L÷25min=0.12mol·L-1·min-1;③在25 min末剛好平衡,此時氮氣、氫氣和氨氣的濃度分別是1.0mol/L、3mol/L、2mol/L,則平衡常數K=c2(NH3)/c(N2)×c3(H2)=22/1×33

=4/27;(3)A.正反應是氣體物質的量減小的反應,恒溫恒壓下,隨反應進行體積減少,因此在恒溫恒壓下氣體體積不再變化時已平衡,A正確;B.在反應過程中質量始終不變,但容器容積是變化的,所以密度是變化的,因此氣體密度不再變化說明反應達到平衡,B錯誤;C.平衡后,往裝置中通入一定量Ar,壓強不變,容器容積增加,濃度降低,平衡向逆反應方向移動,C錯誤;D.平衡后,壓縮容器,壓強增大,平衡向正反應方向進行,因此生成更多NH3,D正確,答案選AD;(4)根據圖象可知,在400K~600K時,平衡混合氣中N2含量隨溫度的升高逐漸降低;主反應為放熱反應,升高溫度,平衡向著逆向移動,氮氣的含量減小;(5)燃料電池的負極上發(fā)生燃料失去電子的氧化反應,電解質溶液顯堿性,則負極反應式為2NH36OH6eN26H2O。

練習冊系列答案
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1B元素的名稱 ;B在周期表中的位置第 周期,第 族;

2A、B形成的化合物的電子式

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4D的最高價氧化物對應的水化物的化學式 。

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