题目内容
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g);ΔH=+67.7 kJ/mol;N2H4(g)+O2(g)
N2(g)+2H2O(g);ΔH=-534 kJ/mol发射卫星用肼(即N2H4)的气体为原料,以NO2为氧化剂,两种物质反应生成氮气和水蒸气,试写出该反应的热化学方程式:________.
解析:
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2N2H4(g)+2NO2(g) |
利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mo
若有17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为 。
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g) ![]()
2NH3(g)反应的影响。实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示物质的量)
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①图像中T2和T1的关系是:T2 T2(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 (填字母)。
③在起始体系中加入N2的物质的量为 mol时,反应后氨的百分含量最大。若容器容积为H,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K= 。
(3)N2O3是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O3可发生下列反应:
2N2O3
4NO2(g)+O2 △H>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
| Vs | 0 | 500 | 1000 |
| c(N2O3)/mol·L-1 | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
则500s内NO2的平均生成速率为 .
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O3,装置如图所示,其中Y为CO2。
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写出石墨I电极上发生反应的电极反应式 。
在电解池中生成N2O3的电极反应式为 。
合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。
I.在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:
3H2(g) + N2(g)
2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
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甲 |
乙 |
丙 |
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反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
2 mol NH3 |
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达到平衡的时间/min |
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5 |
8 |
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平衡时N2的浓度/mol·L-1 |
c1 |
1.5 |
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NH3的体积分数 |
ω1 |
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ω3 |
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混合气体密度/g·L-1 |
ρ1 |
ρ2 |
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(1)容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。
(2)在该温度下甲容器中反应的平衡常数K= (用含c1的代数式表示)。
(3)分析上表数据,下列关系正确的是________(填序号):
a.2c1 > 1.5 b.2ρ1 = ρ2 c.ω3 = ω1
II.工业上用氨气合成尿素(H2NCONH2)的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)
H2NCOONH4 (l) (氨基甲酸铵)
△H1
第二步:H2NCOONH4(l)
H2O(l)+H2NCONH2(l)
△H2
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图I所示:
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①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定。
②第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示,则△H2 0;③若第一步反应升温时氨气浓度增大,请在图II中画出第一步反应K1随温度T变化曲线,并作出必要的标注。
(5)氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2,将其转化为N2。
①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为:CO(NH2)2+NO+NO2 =CO2+2N2+2H2O
该反应中的氧化剂为 (写化学式)。
②已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H =a kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) △H2=bkJ· kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H = c kJ·mol-1
则4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H= 。
③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为 。
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