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表一:N2+ O2
| 温度 | 27℃ | 2000℃ |
| K值 | 3.84×10-31 | 0.1 |
表二:N2+ 3H2
| 温度 | 25℃ | 350℃ | 400℃ | 450℃ |
| K值 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
A、N2+ O2
B、人类大规模模拟大气固氮是没有意义的
C、在常温下,增加工业固氮的容器的压强,K值会发生改变
D、工业固氮是放热反应
(2)向某密闭容器中加入4 mol NH3、1.2 mol H2和一定量的N2三种气体,一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[已知0~t1阶段保持恒温、恒容,且c(N2)未画出]。乙图为t2时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件。
①若t1="15" s,则t0~t1阶段的反应速率为v(H2)=
②N2的起始物质的量为
③反应达到平衡状态,下列说法中能表明已达到平衡状态的是
A、单位时间内生成a molN2,同时生成3a mol H2 B、容器的总压强不再变化
C、混合气体的密度不再变化 D、三个H—H 键断裂的同时有六个H—N键断裂
④t4时刻改变的条件为 ,t5时刻改变的条件为
⑤已知t0~t1阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ(Q为正值),试写出该反应的热化学方程式:____________________________________________________________________
(14分)
I.我国即将建成自己的载人空间站。载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。
⑴某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的某极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则另一极反应为: 。
⑵有人提出,可以设计某温度下的反应:2CO=2C+O2(△H>O、△S<O)来消除CO的污染。请你判断该温度下上述反应是否能发生并说明理由是 。
Ⅱ.大气固氮属于自然固氮,合成氨是目前人工固氮的主要方法。科学家一直致力“人工固氮”新方法的研究。
⑴有关大气固氮(以N2+O2 2NO为例)、人工固氮(以N2+3H2
2NH3为例)反应的平衡常数
的值如下表。
| 反应 | N2+02 | N2+3H2 | ||
| 温度/℃ | 27 | 2000 | 100 | 400 |
| K | 3.84×10-31 | 0.1 | 3.4×109 | 2.0x104 |
下列说法正确的是 。(填字母)
a.大气固氮与人工固氮都是放热反应
b.人类模拟大气固氮无现实意义
c.寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向
d.在常温下,人工固氮非常容易进行
⑵已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
=-92.4kJ·mol-1
2H2(g)+02(g)=2H20(1) =-571.6 kJ·mol-1
据报道,在常温、常压、光照、催化剂的条件下,N2可以与水反应,则反应 N2(g)+3H20(1)=2NH3(g)+3/2O2(g)的= KJ·mol-1。
⑶某研究小组在673 K、30 MPa下,在体积为的密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),其(H2)和 (NH3)随时间变化的关系如图所示。
①下列叙述正确的是 。(填字母)
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到化学平衡状态
C.若t3时由673K升至773 K,则 (H2)将增大
②从开始到平衡时反应的平均速率(以H2的浓度变化表示) (H2)= 。
③若开始时 (N2)= (H2),则反应的平衡常数= (用代数式表示)。
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(14分)
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I.我国即将建成自己的载人空间站。载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。
⑴某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的某极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则另一极反应为: 。
⑵有人提出,可以设计某温度下的反应:2CO=2C+O2(△H>O、△S<O)来消除CO的污染。请你判断该温度下上述反应是否能发生并说明理由是 。
Ⅱ.大气固氮属于自然固氮,合成氨是目前人工固氮的主要方法。科学家一直致力“人工固氮”新方法的研究。
⑴有关大气固氮(以N2+O2
2NO为例)、人工固氮(以N2+3H2
2NH3为例)反应的平衡常数
的值如下表。
|
反应 |
N2+02
|
N2+3H2 |
||
|
温度/℃ |
27 |
2000 |
100 |
400 |
|
K |
3.84×10-31 |
0.1 |
3.4×109 |
2.0x104 |
下列说法正确的是 。(填字母)
a.大气固氮与人工固氮都是放热反应
b.人类模拟大气固氮无现实意义
c.寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向
d.在常温下,人工固氮非常容易进行
⑵已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
=-92.4kJ·mol-1
2H2(g)+02(g)=2H20(1)
=-571.6 kJ·mol-1
据报道,在常温、常压、光照、催化剂的条件下,N2可以与水反应,则反应 N2(g)+3H20(1)=2NH3(g)+3/2O2(g)的
= KJ·mol-1。
⑶某研究小组在673 K、30 MPa下,在体积为
的密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),其
(H2)和 (NH3)随时间变化的关系如图所示。
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①下列叙述正确的是 。(填字母)
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到化学平衡状态
C.若t3时由673 K升至773 K,则 (H2)将增大
②从开始到平衡时反应的平均速率(以H2的浓度变化表示) (H2)= 。
③若开始时 (N2)= (H2),则反应的平衡常数
=
(用代数式表示)。
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(1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2+3H2
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=______.升高温度,K值______(填“增大”“减小”或“不变”).
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3).分析表中数据,______(填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是______.
③下列关于合成氨说法正确是______(填字母)
A.使用催化剂可以提高氮气的转化率
B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C.由于△H<0、△S>0,故合成氨反应一定能自发进行
D.增大n(N2):n(H2)的比值,有利于提高H2的转化率
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法.它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足.其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气.其电池反应为
4NH3+3O2=2N2+6H2O
你认为电解质溶液应显______ 性(填“酸性”、“中性“、“碱性”),写出负极电极反应式______.
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(1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2+3H2
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=______.升高温度,K值______(填“增大”“减小”或“不变”).
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3).分析表中数据,______(填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是______.
③下列关于合成氨说法正确是______(填字母)
A.使用催化剂可以提高氮气的转化率
B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C.由于△H<0、△S>0,故合成氨反应一定能自发进行
D.增大n(N2):n(H2)的比值,有利于提高H2的转化率
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法.它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足.其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气.其电池反应为
4NH3+3O2=2N2+6H2O
你认为电解质溶液应显______ 性(填“酸性”、“中性“、“碱性”),写出负极电极反应式______.
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