题目内容

常压下把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池(如右图)中,氢气和氮气在电极上合成了氨气。用来合成的电解质在电解池中起传导H的作用,它是一种固体复合氧化物(缩写为SCY),电解池的两个电极则是吸附在SCY内外表面上的金属钯多晶薄膜。下列说法中不正确的是

A.阳极的反应式为  H2-2e=2H      B.阴极的反应式为  N2+6e+6H=2NH3

C.电解的总反应式  N2+3H22NH3     D.电解的总反应式为 3H+ N3 NH3

练习册系列答案
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(2011?嘉兴模拟)(Ⅰ)氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一.
(1)以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线.甲烷的部分氧化,其反应式如下:
①CH4(g)+
1
2
O2(g)=CO(g)+2H2(g)△H1=-35.6kJ?mol-1
试判断常温下,上述反应能否自发进行
(填“能”或“否”),有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH4(g)+2O2(g)=CO 2(g)+2H2O(g)△H2=-890.3kJ?mol-1
③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H3=247.3kJ?mol-1
试结合反应①,确定下面热化学反应方程式中的△H值
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=
250.3
250.3
kJ?mol-1
(2)恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1mol N2和2.6mol H2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
时间/min 5 10 15 20 25 30
c(NH3)/(mol?L-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为
0.4mol/L
0.4mol/L

(3)希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides用一种特殊的电解方法合成氨.即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入到570℃的电解池中,用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯多晶薄膜做电极,转化率高达78%.其实验装置如右图.阴极的电极反应式
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3

(4)用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择下列哪种指示剂最好
A
A

A.甲基橙        B.石蕊       C.酚酞
(Ⅱ) pC类似pH,是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值,如溶液中某溶质的浓度为:1×10-3mol?L-1,则pC=-lg(1×10-3)=3.某温度下,H2CO3溶液的pC-pH关系如图.

请回答下列问题:
(1)pH=2~4时,H2CO3溶液中主要存在的离子为
H+、HCO3-
H+、HCO3-

(2)求此温度下H2CO3?H++HCO3-的电离平衡常数
10-6mol/L
10-6mol/L

(3)能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身 pH变化不大的溶液,称之为缓冲溶液.如浓度均为0.1mol?L-1的NaHCO3和Na2CO3混合溶液就是一种缓冲溶液,加入少量酸或碱,由于平衡HCO3-?H++CO32-移动,溶液中H+浓度变化不大.根据上述信息,确定氨水和氯化铵的混和溶液能不能形成缓冲溶液

(12分)现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的,但此法反应物的转化率不高。

(1)已知1 mol N2(g)与适量H2(g)完全反应,当生成NH3(g)0.1mol时,放出9.22kJ热量,写出反应的热化学方程式:                                       

(2)若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1K2,则K1      K2(填“>”  “=” 或 “<” )。

(3)在一定温度下,向容积不变(始终为10L)的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2 及固体催化剂。10分钟后反应达到平衡状态,容器内气体压强变为起始的80%,此时氨气的体积分数为           ,用氮气表示的反应速率:                   。若想提高氨气的产率,根据化学平衡移动原理,请提出合理的建议:                      (任意写一条)。

(4)在上述相同条件下,若起始时加入4 mol NH3、2 mol H2及固体催化剂,反应达到平衡时NH3的体积分数比(3)中           (填“大”、“小”或“相等”)。

(5)随着对合成氨研究的发展,2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法,即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入一个加热到570℃的电解池中,采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如右图)。在电解法合成氨的电解池中                (填“能”或“不能”) 用水作电解质溶液的溶剂,原因是              

钯电极A是电解池的      极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是                 

 

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