已知298 K时合成氨反应.N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝-92.0 kJ·mol-1.将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中.在催化剂存在时进行反应.测得反应放出的热量为 A．一定小于92.0 kJ B．一定大于92.0 kJ C．一定等于92.0 kJ D．无法确定题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

已知298 K时合成氨反应，N₂(g)＋3H₂(g)??2NH₃(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol^－¹，将此温度下的1 mol N₂和3 mol H₂放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为(假定热量无损失)(　　)

A．一定小于92.0 kJ B．一定大于92.0 kJ

C．一定等于92.0 kJ D．无法确定

【答案】

【解析】　合成氨反应是可逆反应，ΔH＝－92.0 kJ·mol^－¹是1 mol N₂与3 mol H₂完全反应时放出的热量。现在将1 mol N₂与3 mol H₂在此条件下反应，因其为可逆反应，必然不能反应完全，放出的热量必小于92.0 kJ。答案为A。

练习册系列答案

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(Ⅰ)德国人哈伯在1905年发明的合成氨反应原理为:N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g);已知298 K时,ΔH=-92.4 kJ·mol^-1,ΔS=-198.2 J·mol^-1·K^-1.试回答下列问题:

(1)请根据正反应的焓变和熵变计算分析298 K下合成氨反应能自发进行(列出算式即可)___________________.其浓度熵(Q_c) __________________化学平衡常数(K_c)(填“大于”“等于”或“小于”）时，反应向右进行.

(2)在实际工业合成氨生产中采取的措施是__________________ (填序号).

A.采用较低压强

B.采用800 K左右的高温

C.用铁触媒作催化剂

D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,N₂和H₂循环到合成塔中并补充N₂和H₂

(3)如下图所示是实验室模拟工业法合成氨的简易装置,简述检验有氨气生成的方法

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________.

(Ⅱ)硝酸是一种重要的化工原料,工业上通常采用氨氧化法制取.某校化学兴趣小组的同学设计了如下图所示装置利用中学实验室常见试剂制取NH₃,并以空气,NH₃为原料模拟工业制HNO₃(三氧化二铬为催化剂,加热及夹持装置未画出):

回答下列问题:

(1)实验时,A,C两装置均需加热,应先加热______________装置,原因是___________________;

(2)D装置中应填充的物质是______________,该物质的主要作用是______________;

(3)E装置的作用是______________,F,G装置中的物质分别是______________、______________;

(4)若保留上图中黑色粗线框内的装置但去掉通空气的导管B,将C装置中的双孔橡皮塞换成单孔橡皮塞,请你用图示的方法设计一个最简单的实验方案同样完成硝酸的制取(在如下图所示的方框中画出装置图并注明所用药品的名称).

(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：

N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)；已知298 K时，

ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1，ΔS＝－198.2J·mol^－1·K^－1，试回答下列问题：

(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298K时，将10 mol N₂和30 mol H₂放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

(2)如图在一定条件下，将1 mol N₂和3mol H₂混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：

①N₂的转化率为________；

②在达到状态A时，平衡常数K_A＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T₁变化到T₂时，K_A________K_B(填“＝”、“<”或“>”)。

③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)

a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动

b．N₂的正反应速率是H₂的逆反应速率的1/3倍

c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小

d．增加N₂的物质的量，H₂的转化率降低

(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。

(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H^＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)；已知298 K时，
ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1，ΔS＝－198.2 J·mol^－1·K^－1，试回答下列问题：
(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298 K时，将10 mol N₂和30 mol H₂放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

(2)如图在一定条件下，将1 mol N₂和3 mol H₂混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：
①N₂的转化率为________；
②在达到状态A时，平衡常数K_A＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T₁变化到T₂时，K_A________K_B(填“＝”、“<”或“>”)。
③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)
a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动
b．N₂的正反应速率是H₂的逆反应速率的1/3倍
c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
d．增加N₂的物质的量，H₂的转化率降低
(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。
(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H^＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如下表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等

		J
				R

M的气态原子逐个失去1~ 4个电子所需能量（电离能）如下表所示，

	I₁	I₂	I₃	I₄	……
电离能(kJ/mol)	578	1817	2745	11578	……

（1）M的电子排布式为________；元素T在周期表中的位置为________。

（2）J和氢能形成多种化合物，其中分子成直线型的，且相对分子质量最小的物质的结构式为________。

（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白雾，反应的化学方程式为_________________。

（4）由J、R形成的液态化合物JR₂ 0.2 mol在O₂中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298 K时放出热量215 kJ。该反应的热化学方程式为________。

（5）能源材料已成为当今科学研究的热点。氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料。继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀，下列有关说法正确的是_______（填序号）。

a. C₆₀、Si₆₀、N₆₀都属于新型化合物

b. C₆₀、Si₆₀、N₆₀互为同分异构体

c. 已知N₆₀结构与C₆₀相似，由于N-N键能小于N≡N，故N₆₀的稳定性弱于N₂

d. 已知金刚石中C－C键长154pm，C₆₀中C－C键长145~140pm，故C₆₀熔点高于金刚石