题目内容
【题目】工业合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = — 92.0kJ·mol-1,恒容时,体系中各物质浓度随时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A. 25min时采取的措施是降低温度或增大压强
B. 将0.5 mol氮气、1.5 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为46 kJ
C. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三个时间段分别是改变一个条件引起的平衡移动,平衡时平衡常数:KⅢ > KⅠ = KⅡ
D. 为了增大合成氨的产率可以通过使用催化剂、原料的循环使用来实现
【答案】C
【解析】
A、25min时N2和H2浓度降低,NH3浓度突然降低,采取措施是将NH3从体系中分离;故A错误;
B、该反应为可逆反应,不能完全进行到底,放出的热量小于46kJ,故B错误;
C、25时改变条件是将NH3从体系中分离;45min时,组分的浓度没有改变,之后N2和H2物质的量浓度降低,NH3的物质的量浓度增大,说明反应向正反应方向进行,由于正反应是放热反应,故改变的条件只能是降温,平衡常数增大,平衡常数只受温度的影响,因此平衡常数大小顺序是KIII>KII=KI,故C正确;
D、使用催化剂增大单位时间内生成NH3的量,但是催化剂不能改变反应物的平衡转化率,故在平衡状态下NH3的产率不变,原料的循环使用可以提高NH3的产率,故D错误。

【题目】氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。
(1)发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。肼(N2H4)与N2O4的反应为
2N2H4 (g)+ N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) △H=-1077 kJ·mol-1。
已知相关反应的化学键键能数据如下表所示:
化学键 | N-H | N-N | O-H | |
E/(kJ·mol-1) | 390 | 190 | 946 | 460 |
①使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是________________。
②下列能说明2N2H4 (g)+ N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) △H 达平衡状态的是________
a.混合气体的平均相对分子质量不变 b.V(N2)=3V( N2O4)
c.N2H4的质量保持不变 d. △H不再变化
(2)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 2NO2(g)。将一定量的N2O4放人恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如下图所示。
①由图推测该反应的△H_______0(填>”或“<”),理由为____________________________。
②图中a点对应温度下,已知N2O4的起始压强p0为108 kPa,则该温度下反应的平衡常数Kp=________________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)电解NO2制备NH4NO3,其工作原理如下图所示。
①阴极的电极反应式为____________________________________________________。
②为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充某种化合物——物质A,则A的化学式为________________。