题目内容
在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生下列反应:
2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) ΔH= a kJ·mol-1
上述反应NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
温度 T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6 mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
(1)此合成反应的a 0 (填“>”、“<”或“=”)。
(2)用水稀释0.1 mol·L-1氨水(设稀释时溶液温度不变),则溶液中随着水量的增加而减小的是下列的 (填序号):
A.c(NH3·H2O) B. C.c(H+)·c(OH-) D.
(3)工业用氨制取硝酸的氧化反应为:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,若起始的物质的量相同,则下列关系图正确的是________(填序号):
A B C D
(4)在1L容积固定的密闭容器中发生上述反应,部分物质的物质的量浓度如下表:
时间/浓度 |
c(NH3) (mol/L) |
c(O2 ) (mol/L) |
c(NO) (mol/L) |
起始 |
0.8000 |
1.600 |
0.000 |
第4 min |
0.3000 |
0.9750 |
0.5000 |
第6 min |
0.3000 |
0.9750 |
0.5000 |
第8 min |
0.7000 |
1.475 |
0.1000 |
反应在第6 min到8min时改变了条件,改变的条件可能是___________________;在该条件下,平衡向_______移动(填“左”或“右”)。
(1)(1分) > (2)(2分) AD (3)(2分)BD
(4)(3分)升高温度(或增大压强,2分) 左 (1分)
【解析】
试题分析:(1)从表中可以看出,随着温度的升高,平衡常数越来越大,说明反应正向进行,依据平衡移动原理,可知正向是吸热的方向,也就是说a>0 ;(2)加水稀释,这个平衡中所涉及到的所有的物质的浓度都减小,尽管平衡正向移动,但浓度减小是主要的,移动只是减弱这种改变,但不能消除,因此选AD。 (3)A、升高温度,平衡逆向移动,氨的含量增加,错误;B、正确;C、升高温度,平衡逆向移动,水的含量减小,错误;D、正确。
考点:考查平衡移动原理的应用。
科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1) 与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出两条可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
。
(2)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算:
①该条件下N2的平衡转化率;
②该条件下上述反应的平衡常数。
(要求写出计算过程)