题目内容

(10分) 氨气是一种重要的化工原料,工业上用N2和H2合成NH3。现已知N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图如下左图。回答下列问题:

(1)该反应为      (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)合成氨的热化学方程式为                                   。
(3)若又已知键能数据如上表,结合以上数据求出N-H键键能为       kJ/mol。
(4)工业上,以氨气为原料生产硝酸的第一步为氨催化氧化,请写出该反应的化学方程式       。

(1)放热   (2)N2(g)+3H2(g)2 NH3(g)  △H=—92 kJ/mol
(3)391   (4) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O   。

解析试题分析:(1)由于反应物的总能量高于生成物的总能量,实验多余的能量释放迟来。因此该反应是放热反应。(2)根据图示可知:合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2 NH3(g) △H=—92 kJ/mol;(3)反应热就是断裂化学键吸收的能量与形成化学键释放的能量的差,436 kJ/mol×3mol+946 kJ/mol×1mol-6X=—92 kJ/mol,解得X=391 kJ/mol;(4)工业上,以氨气为原料生产硝酸的第一步为氨催化氧化,该反应的化学方程式是4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O。
考点:考查反应的热效应、反应热与键能、物质的能量的关系、化学方程式、热化学方程式的书写的知识。

练习册系列答案
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(14分)二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇和二甲醚。回答下列问题:
(1)制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成,反应方程式为                      。
(2)已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)  △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1;H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                。
(3)二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效,等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水,当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。(标况下)
(4)在合成中伴有水煤气交换反应:CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应,平衡时测得结果如下表。

温度
260℃
     280℃
295℃
   310℃
CO转化率
    89%
     80%
    75%
    60%
①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        。
②列式计算280℃时平衡常数                          。
③若平衡体系中,测得H2的压强占总压的30%,要使体系中CO转化率达到70%,应该使温度             (填“升高”、“降低”、“不变”)

丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知:
①2C3H8(g)+7O2(g) =6CO(g)+8H2O(g)  △H =-2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g)             △H =-566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g)                     △H ="+" 44.0 kJ/mol
(1)写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式                     。
(2)C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO、CO2、H2O(g),将所有的产物通入一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g)该反应的平衡常数与温度的关系如下表:

温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
保持温度为800℃,在甲、乙两个恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,充分反应直至达到平衡。
 
H2O
CO
CO2
H2
甲 (质量/g)
1.8
8.4
a
1
乙 (质量/g)
1.8
2.8
0
0
①起始时,要使甲容器中反应向正反应方向进行,则a的取值范围是        ;达到平衡时,乙容器中CO的转化率为        。
②下图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是    、   (答两个要点即可)。
 
(3)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为               ;
② 已知25℃时,H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L,当Na2CO3溶液的pH为11时,溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) =         。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) =                      [用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的符号表示]。

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