题目内容

【题目】工业合成氨反应为:N2g+3H2g2NH3g),对其研究如下:

1)已知H—H键能为436kJ·mol1N—H键能为391kJ·mol1N≡N键的键能是946kJ·mol1,则上述反应的ΔH_________________

2)上述反应的平衡常数K的表达式为____________,若反应方程式改写为NH3gN2g+H2g),则平衡常数K1____________________(用K表示)。

3)在773K时,分别将2mol N26mol H2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中nH2)、nNH3)与反应时间t的关系如下表:

t/min

0

5

10

15

20

25

30

nH2/mol

6.00

4.50

3.60

3.30

3.03

3.00

3.00

nNH3/mol

0

1.00

m

1.80

1.98

2.00

2.00

①表格中m_______________/span>1525min内,vN2)=_______________

②该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2H2NH3浓度均为3mol·L1,此时v_______v(填)。

③由表中的实验数据计算得到浓度~时间的关系可用图中的曲线表示,表示cN2)~t的曲线是______________(填)。在此温度下,若起始充入4mol N212mol H2,反应刚达到平衡时,表示cH2)的曲线上相应的点为_________________

4MarnellosStoukides采用电解法合成氨,实现了常压合成和氮气的高转化率。该方法用SCY陶瓷将两极隔开,SCY陶瓷具有高质子导电性,其作用是传导H,则阴极的电极反应为____________________

【答案】-92kJ·mol-1 K=c2(NH3)/[c3(H2c(N2)] K-1/2 1.6mol 0.01mol/(Lmin) B N2+6e-+6H+=2NH3或N2+6e-+8H+=2NH4+

【解析】

1)化学反应中,旧键断裂吸收能量,新键形成释放能量;

2K=c2NH3/[c3H2cN2]K1c1.5H2c0.5N2/cNH3)判断;

3)①根据表中数据,10min时,氢气反应2.4mol,则生成1.6mol的氨气;

②根据表化学平衡常数与Qc的关系判断;

③根据氮气的初始cN2=2mol/L判断;根据等效平衡及反应速率的影响判断反应的点;

4)电解池中,阴极得电子,化合价降低,则氮气得电子与氢离子反应生成氨气。

1)化学反应中,旧键断裂吸收能量,新键形成释放能量,则ΔH946+4363-3916=-92kJ/mol

2)上述反应的平衡常数的表达式为K=c2NH3/[c3H2cN2]K1c1.5H2c0.5N2/cNH3=K-1/2

3)①根据表中数据,10min时,氢气反应2.4mol,则生成1.6mol的氨气;1525min内,氢气反应0.3mol,则氮气反应0.1molvN2)=0.1mol/1L/10min=0.01mol/Lmin);

②根据表中数据,25min时达到平衡状态,各物质的物质的量浓度为1mol/L3mol/L2mol/LK=4/9,若向同容积的另一容器中投入的N2H2NH3浓度均为3mol/L时,Qc=1/9<K,平衡正向移动,vv

③氮气的初始cN2=2mol/L,反应过程中浓度减小,则曲线乙符合;在此温度下,若起始充入4mol N212mol H2,相当于增大压强,体积减小,平衡正向移动,但氢气的浓度增大,速率加快,到达平衡时间减少,则B点符合;

4)电解池中,阴极得电子,化合价降低,则氮气得电子与氢离子反应生成氨气,电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3N2+6e-+8H+=2NH4+

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网