科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。

(1)目前合成氨技术原理为:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g);

△H=—92.4kJ·mol—1

① 673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随

时间变化的关系如右图所示。下列叙述正确的是        

A.点a的正反应速率比点b的大

B.点c处反应达到平衡

C.点d和点 e处的n(N2)相同

D.773K,30MPa下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH3)比图中e点的值大

② 在容积为2.0 L恒容的密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数K=        K值越大,表明反应达到平衡时       。(填标号)。

A.化学反应速率越大  B.NH3的产量一定越大  C.正反应进行得越完全

(2)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性

的 SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电

解合成氨。其实验装置如图,阴极的电极反应式       

(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,

N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:

N2(g)+ 3H2O(1)  2NH3(g)+ O2(g) △H = a kJ·mol—1

进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:

T/K

303

313

323

NH3生成量/(10-6mol)

4.8

5.9

6.0

 

①此合成反应的a       0;ΔS      0(填“>”、“<”或“=”);该反应属于        

A.一定自发  B.一定不自发   C.高温自发   D.低温自发

②已知:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH= -92 .4kJ·mol—1

       2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) = -571.6kJ·mol1

则N2(g)+ 3H2O(1) = 2NH3(g) + O2(g)ΔH=      kJ·mol1

 

I、合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义。

(1)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,N2(g)+3H2(g)  2NH3(g),下列能表示达到平衡状态的是_______(填序号)。

a.混合气体的压强不再发生变化

b.混合气体的密度不再发生变化

c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化

d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3 a个N-H键

e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比

II、能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌。而甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。

(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10 L的反应室,在一定条件下发生反应:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如下图。

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为          

     ②100℃时反应的平衡常数为                       

(2)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH (g)生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是           (填字母序号)。

     A.c(H2)减小               B.正反应速率加快,逆反应速率减慢

     C.CH3OH的物质的量增加   D.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小

     E.平衡常数K增大

(3)已知: 反应:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)  ΔH= —116 kJ/mol

             H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g)            ΔH= —184 kJ/mol

Ⅱ    

请回答:

①H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是____                         ___。

②断开1 mol H—O 键所需能量约为______kJ。

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