题目内容
Ⅰ.科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究.
(l)目前合成氨技术原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4KJ/molNH3极易溶于水,其水溶液俗称氨水.用水稀释0.1mol/L的氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是 (填序号).
a.
b.
c.c(H+).c(OH-)d.
(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冉瓷(能传递H+),实现了高温常压下利用N2和H2电解合成氨.其阴极的电极反应式 .
(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的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6HO(1)?4NH3(g)+3O2(g)△H=aKJ/mol进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如表
①此合成反应的a 0,△S 0,(填“>”“<”或“=”).
②已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-571.6KJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g)=4NH(g)+3O2(g)△H= .
Ⅱ.已知可逆反应(未配平)X(g)+Y(g)?Z(g)△H>0.温度为T0时,在容积固定的容器中发生反应,各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示.
(1)T0℃时,该反应的平衡常数为
(2)图b为200℃时容器内c (Z)的变化曲线,请在图中补画该反应在100℃时的c (Z)的变化曲线.

(l)目前合成氨技术原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4KJ/molNH3极易溶于水,其水溶液俗称氨水.用水稀释0.1mol/L的氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是
a.
c(N
| ||
| c(NH.3H2O) |
| c(NH.3H2O) |
| c(OH-) |
| c(OH-) |
| c(H+) |
(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冉瓷(能传递H+),实现了高温常压下利用N2和H2电解合成氨.其阴极的电极反应式
(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的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6HO(1)?4NH3(g)+3O2(g)△H=aKJ/mol进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如表
| T/K | 303 | 313 | 323 |
| NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
②已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-571.6KJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g)=4NH(g)+3O2(g)△H=
Ⅱ.已知可逆反应(未配平)X(g)+Y(g)?Z(g)△H>0.温度为T0时,在容积固定的容器中发生反应,各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示.
(1)T0℃时,该反应的平衡常数为
(2)图b为200℃时容器内c (Z)的变化曲线,请在图中补画该反应在100℃时的c (Z)的变化曲线.
考点:化学平衡的计算,原电池和电解池的工作原理,弱电解质在水溶液中的电离平衡
专题:
分析:Ⅰ.(1)加水稀释,促进一水合氨的电离,平衡向正方向移动;
(2)电解池的阴极发生得电子的还原反应;
(3)①由表中数据判断升高温度平衡移动的方向,以此判断反应热;
根据物质的聚集状态判断△S;②依据盖斯定律进行分析计算,通过合并热化学方程式得到焓变;
Ⅱ.(1)依据图象分析判断平衡状态反应物和生成物平衡浓度,结合平衡常数概念列式计算;
(2)依据“先拐先平,数值大”,升高温度,Z的物质的量浓度增大,平衡向正反应方向移动.
(2)电解池的阴极发生得电子的还原反应;
(3)①由表中数据判断升高温度平衡移动的方向,以此判断反应热;
根据物质的聚集状态判断△S;②依据盖斯定律进行分析计算,通过合并热化学方程式得到焓变;
Ⅱ.(1)依据图象分析判断平衡状态反应物和生成物平衡浓度,结合平衡常数概念列式计算;
(2)依据“先拐先平,数值大”,升高温度,Z的物质的量浓度增大,平衡向正反应方向移动.
解答:
解:Ⅰ(1)氨水中存在NH3?H2O?NH4++OH-,加水稀释,促进一水合氨的电离,平衡向正方向移动,则n(NH4+)、n(OH-)增大,c(OH-)减小,c(H+)增大,但弱电解质的电离平衡常数不变,水的离子积常数不变,故答案为:bd;
(2)电解池的阴极发生得电子的还原反应,在合成氨中,氮气得电子,所以阴极反应为:N2+6H++6e-=2NH3,故答案为:N2+6H++6e-=2NH3;
(3)①由表中数据判断升高温度平衡向正方向移动,则△H>0,根据物质的聚集状态判断△S增大;故答案为:>;>;
②已知①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol;氢气的燃烧热285.8kJ/mol,反应的热化学方程式为②H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
以上两热化学方程式消去氢气合并,①×2+②×6得到热化学方程式为:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530kJ/mol,
故答案为:+l530kJ/mol;
Ⅱ(1)温度为T0时,X的物质的量浓度的变化量=(0.3-0.05)mol/L=0.25mol/L;
Y的物质的量浓度的变化量=(0.4-0.15)mol/L=0.25mol/L,
Z的物质的量浓度的变化(0.5-0)mol/L=0.5mol/L,该反应方程式为X(g)+Y(g)?2Z(g),
所以发生反应时,各物质的反应速率大小关系为,2v(X)=2v(Y)=v(Z),反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)?2Z(g)
依据图象可知,c(X)=0.05mol/L;c(Y)=0.15mol/L;c(Z)=0.5mol/L;
K=
=
=33.3
故答案为:33.3;
(2)依据“先拐先平,数值大”,升高温度,Z的物质的量浓度增大,画出图象为:
,
故答案为:
.
(2)电解池的阴极发生得电子的还原反应,在合成氨中,氮气得电子,所以阴极反应为:N2+6H++6e-=2NH3,故答案为:N2+6H++6e-=2NH3;
(3)①由表中数据判断升高温度平衡向正方向移动,则△H>0,根据物质的聚集状态判断△S增大;故答案为:>;>;
②已知①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol;氢气的燃烧热285.8kJ/mol,反应的热化学方程式为②H2(g)+
| 1 |
| 2 |
以上两热化学方程式消去氢气合并,①×2+②×6得到热化学方程式为:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530kJ/mol,
故答案为:+l530kJ/mol;
Ⅱ(1)温度为T0时,X的物质的量浓度的变化量=(0.3-0.05)mol/L=0.25mol/L;
Y的物质的量浓度的变化量=(0.4-0.15)mol/L=0.25mol/L,
Z的物质的量浓度的变化(0.5-0)mol/L=0.5mol/L,该反应方程式为X(g)+Y(g)?2Z(g),
所以发生反应时,各物质的反应速率大小关系为,2v(X)=2v(Y)=v(Z),反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)?2Z(g)
依据图象可知,c(X)=0.05mol/L;c(Y)=0.15mol/L;c(Z)=0.5mol/L;
K=
| c2(Z) |
| c(X)c(Y) |
| (0.5mol/L)2 |
| 0.05mol/L×0.15mol/L |
故答案为:33.3;
(2)依据“先拐先平,数值大”,升高温度,Z的物质的量浓度增大,画出图象为:
故答案为:
点评:本题考查了化学平衡的计算,影响平衡的因素分析,电极反应式的书写,盖斯定律的应用,考查角度广,题目综合性强.明确分析图象时运用“先拐先平,数值大”来判断外界条件的相对大小,题目难度中等.
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