题目内容

N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,若将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在反应容器中进行反应,放出的热量始终小于92.4 kJ,其原因是________.

答案:
解析:

  答案:合成氨反应是可逆反应,无论如何改变条件,氮气和氢气都不能完全转化成NH3,即参加反应的n(N2)始终小于1 mol,所以其放出的热量始终小于92.4 kJ

  思路解析:热化学方程式所表示出来的反应热,对应的是物质完全反应时的反应热.而合成氨反应是可逆反应,无论如何改变条件,氮气和氢气都不能完全转化,即参加反应的n(N2)始终小于1 mol,所以其放出的热量始终小于92.4 kJ.


练习册系列答案
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(12分)完成下列各题:

(1)在T1℃时,向容积为2L的密闭容器甲中加入1molN2、3molH2及少量固体催化剂,发生反应N2(g)+3H2(g)  2NH3(g);,10min时各物质的浓度不再变化,测得NH3的物质的量为0.4mol。

①该反应在0~10min时间内H2的平均反应速率为                        

②可以判断上述反应在体积不变的密闭容器中,反应达到平衡的是          

A.平均相对分子质量不变            B.V(N2)=2V(NH3

C.密闭容器中总压强不变           D.N2与H2的物质的量之比为1:3

E.反应物不再转化为生成物

③在T1℃时,若起始时在容器甲中加入0.5molN2、1.5 molH2、1 molNH3,则达到平衡时NH3的物质的量为              ;(填选项字母)

A.大于0.4mol      B.等于0.4mol     C.小于0.4mol      D.不能确定

④下图是在T1℃时密闭容器甲中H2的体积分数随时间t的变化曲线,请在该图中补画出该反应在T2℃(T2>T1)时的H2体积分数随时间t的变化曲线。

 

(2)已知:Al3+与HCO3、CO32、HS-、S2-等能发生彻底的双水解,生活中通常利用Al3 +与HCO3的反应来制作泡沫灭火器。泡沫灭火器的简易构造如下图,a为玻璃瓶,b为铁筒,请思考:

①参与反应的液体分别为Al2(SO4)3和NaHCO3,请问a瓶中盛放的液体为:                

②已知苯酚是比碳酸更弱的酸,请问,苯酚钠和硫酸铝溶液混合后能否发生彻底的双水解?如能,请写出该反应的离子反应方程式:                                          

 

(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KA=________(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,KA________KB(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____________________________________________________。

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