题目内容

【题目】运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究:

(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。Cs)+H2OgH2g) + COg) △H=+131.3kJ/mol,△S=+133.7J/(mol·K),该反应在低温下_______(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)已知在 400℃时,N2g) + 3H2g 2NH3g)的 K=05

①在400℃时,2NH3g N2g) + 3H2g)的 K'=_________(填数值)。

400℃时,在 0.5L 的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得 N2H2NH3 的物质的量分别为 2mol1mol2mol,则此时反应 vN2_____________ vN2(填 “>”、“<”、“=”或“不能确定”)。

③已 知 HH 键 键 能 为 436kJ/molNH 键 键 能 为 391kJ/molN N 键 键 能 为945.6kJ/mol,则反应N2g)+ 3H2g2NH3g)的△H= ____________。若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氩气,则平衡_____________(填“向左”、 “向右”或“不”)移动;使用催化剂_____________(填“增大”、“减小”或“不改变”)反 应的△H

(3)在 25℃下,将 a mol/L 的氨水和 0.01mol/L 的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中的 cNH4+)=cCl-),则溶液显__________(填“酸”、“碱”或“中”)性;用含 a 的代数式表示 NH3H2O 电离常数 Kb= ______________________________________

【答案】不能 2 = 向左 不改变

【解析】

(1),在低温时该值大于0,所以不能在低温下自发进行,答案为:不能;

(2)N2g) + 3H2g2NH3g)与2NH3gN2g) + 3H2g)互为可逆反应,平衡常数互为倒数,K'=2;一段时间后,测得N2H2NH3 的物质的量浓度分别为4 mol/L2mol/L4mol/L,所以该状态是平衡状态,正逆反应速率相等;根据键能大小直接计算反应焓变;在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氩气,体积增大,相当于压强减小,平衡向气体分子数增大的方向移动,向左移动;催化剂不改变反应的焓变;答案为:2;=;;向左;不改变;

(3)根据电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),已知c(NH4+)=c(Cl-),所以c(H+)=c(OH-),显中性;此溶液中,c(NH4+)=c(Cl-)=0.005 mol/Lc(H+)=c(OH-)=NH3H2O电离常数;答案为:中;

练习册系列答案
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【题目】(1)1800K时,2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H= -354.2kJ/mol;

3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) H= -550.9kJ/mol

则反应:2Fe3O4(s)+1/2O2(g) === 3Fe2O3(s)H =_____ kJ·mol1,四氧化三铁在充满氧气的集气瓶中反应生成Fe2O3_____(不能”)自发进行。

(2)2018年是合成氨工业先驱哈伯(PHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2H2生成NH3的反应为:1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) H(298K)= - 46.2KJmol-1,Fe催化剂作用下的反应历程如下(*表示吸附态)

化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;

表面反应:N*+ H* NH*;NH*+ H* NH2*;NH2* + H*NH3*

脱附:NH3* NH3(g)

其中, N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。 请回答:

利于提高合成氨平衡产率的条件有__________

A.低温   B.高温    C.低压   D.高压  E.催化剂

实际生产中,常用Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0 ×105Pa,原料中N2H2物质的量之比为1:2.8。

分析说明原料气中N2过量的两个理由______________________

关于合成氨工艺的下列理解,正确的是_______

A.合成氨反应在不同温度下的HS都小于零

B.当温度、压强一定时,在原料气(N2H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率

C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行

D.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发

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