题目内容

【题目】NH3是一种重要的化工原料,在生产、生活中用途广泛。

(1)已知:

共价键

键能/ kJ·mol-1

H―H

436

N≡N

946

N―H

391

注:拆开气态物质中1 mol某种共价键需要吸收的能量,就是该共价键的键能。

N2 (g)+3 H2 (g)2 NH3 (g) H =____kJ·mol-1

(2)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入N2和H2发生反应:N2 +3H2 2NH3,测得各组分浓度随时间变化如图1所示。

①表示c(N2)的曲线是__(填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。

②0~t0时用H2表示反应速率v(H2)____mol·L-1·min-1

③下列能说明该反应达到平衡的是____

a.混合气体的压强不再变化

b.2c(H2)= 3c(NH3)

c.混合气体的质量不再变化

d.NH3的体积分数不再变化

(3)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图2所示:

①电极b名称是____

②电解质溶液中OH-离子向____移动(填“电极a”或“电极b”)。

③电极a的电极反应式为____

(4)可通过NH3与NaClO反应来制得火箭燃料肼(N2H4)。该反应的化学反应方程式是____

【答案】 -92 曲线A 0.6/t0 a d 正极 电极a 2NH3 + 6OH-6e = N2 + 6H2O 2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O

【解析】(1)反应热的焓变H=反应物总键能-生成物总键能,N2 (g)+3 H2 (g)2 NH3 (g) H =436×3+946×1-391×6=-92kJ·mol-1,故答案为:-92;

(2)①在恒容的密闭容器中充入N2H2发生反应:N2 +3H2 2NH3随着反应的进行,氮气的浓度逐渐减小,减小幅度比氢气小,因此表示c(N2)的曲线是曲线A,故答案为:曲线A;

0~t0时用H2表示反应速率v(H2)== mol·L-1·min-1,故答案为:

a.恒容的密闭容器,压强逐渐减小,混合气体的压强不再变化,能说明达到平衡,正确;b.2c(H2)= 3c(NH3)不能说明浓度是否变化,因此不能说明达到平衡,错误;c.根据质量守恒定律,混合气体的质量始终不变,不能说明达到平衡,错误;d.NH3的体积分数不再变化,说明正逆反应速率相等,能说明达到平衡,正确;故选ad;

(3)①在燃料电池中通入燃料的为负极,氧气的为正极,则电极a为负极电极b为正极,故答案为:正极

②在燃料电池中电解质溶液中OH-离子向电极a移动,故答案为:电极a

③在燃料电池的负极上发生燃料氨气失电子的氧化反应,则碱性环境下电极a为负极,发生的电极反应为:2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O故答案为:2NH3+6OH--6e-═N2+6H2O。

(4)NH3NaClO反应来制得火箭燃料肼(N2H4),反应的化学反应方程式为2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O,故答案为:2NH3 + NaClO = N2H4+ NaCl + H2O。

练习册系列答案
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【题目】德国化学家哈伯(F. Haber, 1868-1930)发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来源,从而使农业生产依赖土壤的程度减弱,解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了 1918年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模拟工业制氨的过程,以探究外界条件对平衡的影响。

查阅资料,获得以下键能数据:

化学键

N≡N

H-H

N-H

键能/(kJ/mol)

946

436

391

(1)计算工业合成氨反应的反应热:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=________ kJ/mol

(2)一定温度下,向一个恒压容器中充入N20.6mol,H2 0 .5mol,在一定温度下进行反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),达到平衡时,N2的转化率为1/6,此时容器的体积为1L。

①该温度时容器中平衡体系的平衡常数是______________。

②若保持平衡时的温度和压强不变,继续向平衡体系中通入0.9mol N2,则平衡将____(填“正向”,“逆向”或“不”)移动。

(3)在两个压强相等,温度分别为T1和T2的容器中充入由1 mol N2和3 molH2组成的混合气体,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),平衡后改变容器体积,容器内 N2的体积分数随压强的变化如图所示。据图判断下列说法正确的是______________

a.A、 B、 C三点的平衡常数大小关系:KA<KB<KC

b.B点和C点的H2浓度大小关系:B<C

c.A点和B点混合气体的密度大小关系:A<B

d.A点和C点混合气体的平均相对分子质量大小关系:A>C

(4)合成氨工业会产生大量副产物CO2,工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,,得溶液X,再利用电解法K2CO3溶液再生,其装置如图所示:

①在阳极区发生的反应包括____________________和H++ HCO3-=H2O+CO2↑。

②简述CO32-在阴极区再生的原理________________。

③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇。

已知:25 ℃,101 KPa下:

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) Δ H1=-484kJ/mol

2CH3OH(g)+3 O2(g)=2CO2 (g)+4H2O(g) Δ H2=-1352kJ/mol

写出CO2和H2生成1molCH3OH(g)的热化学方程式______________________________。

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