题目内容

科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾实验报道: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。相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+3/2O2(g) △H=+765.2kJ.mol-1
回答下列问题
(1)请在答题纸里如图所示的坐标中,画出上述在有催化剂和无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行标注(标注出“反应物”、“生成物”、“有催化剂”、“无催化剂”、“△H”)。
目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-192.0kJ·mol-1
(2)某条件下,在容积为2.0L的密闭容器中充入0.6molN2(g)和1.60molH2(g),经过2min反应达到平衡,此时NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中各物质的物质的物质的量之和的比)为4/7。
①该条件下反应合成氨的反应达到平衡时,平衡常数K的表达式________________。
②反应在2min内N2的平均反应应速率为_______________。
③该条件下H2的平衡转化率为________________。
④670K、30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系图,下列叙述正确的是________________。
A.a点的正反应速率比b点的大
B.c点处反应达到平衡
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样
D.其它条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比图中d点的值大
(3)将反应得到氨气液化为液氨,已知液氨中存在着下列平衡:2NH3NH4++NH2-。科学家在液氨中加入氢氧化铯(CsOH)和特殊的吸水剂,使液氨中的NH4+生成N4分子,请写出液氨与氢氧化铯反应的化学方程式:_____________________。
(1)
(2)①K=c(NH3)2/[c(N2)·c(H2)3];②0.1mol·L-1·min-1;③75%或3/4;④AD 
(3)8NH3+4CsOH==N4+4CsNH2+6H2↑+4H2O
练习册系列答案
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(2011?门头沟区模拟)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究.
(1)目前合成氨的技术原理为:(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ/molN2
该反应的能量变化如图1所示.
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是:
减小
减小
.(填“增大”、“减小”或“不变”).
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.1mol,H2为0.3mol,NH3为0.1mol.该条件下H2的转化率为
33.3%
33.3%
.
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是
AD
AD
.
A.向容器中按原比例再充入原料气
B.向容器中再充入惰性气体
C.改变反应的催化剂
D.液化生成物分离出氨
(2)1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨.其实验装置如图2所示.阴极的电极反应式为
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
.
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常 压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g);△H=a kJ/mol
进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10-6mol) 4.8 5.9 6.0
①此合成反应的a
大于
大于
0.(填“大于”、“小于”或“等于”)
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol
②已知
O2(g)+2H2(g)2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol则2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g);△H=
kJ/mol
(4)NH4Cl溶液呈酸性,这是由于N
H
+
4
水解的缘故.则NH4Cl在重水(D2O)中水解的离子方程式是
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
.

(14分)

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

⑴目前合成氨的技术原理为:

该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是:      。(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为      。

③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是      。

A.向容器中按原比例再充入原料气

B.向容器中再充入惰性气体

C.改变反应的催化剂

D.液化生成物分离出氨

⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为      。

⑶根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常 压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:

进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:

T/K

303

313

323

NH3生成量/(10-6mol)

4.8

5.9

6.0

①此合成反应的a_     0。(填“大于”、“小于”或“等于”)

②已知

⑷ NH4Cl溶液呈酸性,这是由于NH水解的缘故。则NH4Cl在重水(D2O)中水解的离子方程式是      。

 

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