题目内容


工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如图所示:

(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)CO2+H2

T℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=_____(填计算结果)。

(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____573K(填“>”、“<”或“=”)。

T/℃

T1

300

T2

K

1.00×107

2.45×105

1.88×103

(3)N2和H2以铁作催化剂从145℃就开始反应,不同温度下NH3的产率如图所示。温度高于900℃时,NH3产率下降的原因是

(4)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气,目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:

CH4(g)+4NO2=(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-574kJ·mol-1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);  △H=-1160kJ·mol-1

则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:                 

(5)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水。科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极碱性条件下发生反应的电极反应式为

                                                        。


【知识点】化学平衡G2G3G5F3F2

【答案解析】(1)1(2分);  (2)< (2分)

(3)温度高于时,平衡向左移动(2分)
(4)  (2分)

(5) 分)

解析:⑴解:①CO+H2O(g)CO2 +H2
          平衡:0.08  0.18         0.12    0.12,则K==1。

⑵对于放热反应,升高温度,则化学平衡逆向移动,导致平衡常数减小,所以T1<573K。

⑶对于放热反应,升高温度,则化学平衡逆向移动,所以氨气的产率减小。

⑷根据盖斯定律两式相加除以2得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H= -867kJ·mol-1

⑸根据题意通入氨气的电极是负极,发生氧化反应生成氮气和水,即

2NH3-6e-+6OH-=N2+H2O

【思路点拨】盖斯定律的应用:找出目标反应的物质在所给反应中是在反应物还是在生成物中,然后可像数学运算一样采取加减乘除的方法求解目标反应方程式,如本题的目标反应的CH4、NO2在第一个反应的反应物中,因此两式相加。


练习册系列答案
相关题目

(Ⅰ)某化学实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下表:

MnO2

时间

H2O2

0.1 g

0.3 g

0.8 g

10 mL 1.5%

223 s

67 s

56 s

10 mL 3.0%

308 s

109 s

98 s

10 mL 4.5%

395 s

149 s

116 s

请回答下列问题:

(1)盛装双氧水的化学仪器名称是                。

(2)如何检验该套装置的气密性                                        。

(3)相同浓度的过氧化氢,其分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。

(4)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。

(5)某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是_______________________________________。(提示:H2O2的密度可认为近似相等)。

(Ⅱ)在如图所示的量热计中,将100mL 0.50mol·L-1CH3COOH溶

液与100mL0.55mol·L-1NaOH 溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1℃所需的热量)是

150.5J·℃-1生成溶液的比热容为4.184J·g-1·℃-1,溶液的密度均近似

为1g·mL-1。

(1)试求CH3COOH的中和热△H=                 。

(2)CH3COOH的中和热的文献值为56.1KJ· mol-1,则请你分

析在(1)中测得的实验值偏差可能的原因               。

(3)实验中NaOH过量的目的是                         。

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