题目内容

【题目】氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。

(1)氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下,1gH2完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量。则H2燃烧的热化学方程式为_____

(2)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4kJ/mol

①一定条件下,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示,其中加入催化剂引起反应速率变化的时间段是____(填,如0~t1等)。

②生产中为提高反应速率和H2的转化率,下列措施可行的是___(填字母)。

A.向装置中充入过量N2 B.及时将合成的氨气从装置中分离出来

C.使用更高效的催化剂 D.升高温度

③温度为T℃时,将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数为____。

【答案】2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol t4~t5 A

【解析】

(1)1gH2完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量,则2g氢气完全燃烧生成液态水放出571.6kJ热量,所以其燃烧热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=571.6kJ/mol,

故答案为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=571.6kJ/mol;

(2)①催化剂能同等程度的改变正逆反应速率,导致正逆反应速率仍然相等,所以加入催化剂的时间段为t4t5,

故答案为:t4t5;

②A. 向装置中充入过量N2,化学反应速率加快且提高氢气转化率,故A正确;

B. 及时将合成的氨气从装置中分离出来,提高氢气转化率,但是化学反应速率减慢,故B错误;

C. 使用更高效的催化剂能提高化学反应速率,但是氢气转化率不变,故C错误;

D. 升高温度平衡逆向移动,导致氢气转化率减小,故D错误;

答案选A;

③温度为T℃时,将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%,开始时c(N2)=2amol/L、c(H2)=4amol/L,平衡时消耗c(N2)=2amol/L×50%=amol/L,

可逆反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

开始(mol/L) 2a 4a0

反应(mol/L) a 3a2a

平衡(mol/L) a a2a

反应的平衡常数K

故答案为:。

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