题目内容

合成氨工业的部分工艺流程如下图所示：

请你回答下列问题：
（1）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）；△H=180.5kJ?mol-1
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=-483.6kJ?mol-1
则N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的△H=
 
．
（2）改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是
 
．
A．增大压强   B．降低温度   C．使用催化剂   D．增大反应物的浓度  
（3）在一定条件下，将2molN2与5molH2混合于一个10L的密闭容器中，反应情况如图1所示：

①求5min内的平均反应速率v（NH3）=
 

②达到平衡时NH3的体积分数为
 
%
（4）近年来科学家提出了电解合成氨的方法：采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨（装置如图2）
请回答：钯电极A是电解池的
 
极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是
 
．
考点：工业合成氨,用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）根据盖斯定律来计算反应的焓变；
（2）根据化学平衡移动原理以及平衡常数只受温度影响来回答；
（3）根据化学方程式利用”三行计算法“来计算；
（4）根据电解池的工作原理：阳离子移向阴极，阴极上发生得电子的还原反应来回答．
解答： 解：（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）；△H=180.5kJ?mol-1
 ②4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ?mol-1
 ③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=-483.6kJ?mol-1
则反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）等于①+③×
3
2
-②×
1
2
，所以△H=△H1+△H3×
3
2
-
1
2
△H2=-92.4kJ?mol-1，
故答案为：-92.4kJ?mol-1；
（2）平衡常数只受温度影响，平衡常数不变说明温度不变，所以B错误，使用催化剂只能改变反应速率，不会引起反应的移动，故C错误，根据平衡移动原理，增大压强和增大反应物的浓度均能使平衡正向移动，故答案为：AD；
（3）①设5min内生成氨气的物质的量浓度为x，则
        N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
初始浓度：0.2        0.5       0
变化浓度：0.5x       1.5x      x
平衡浓度：0.2-0.5x      0.5-1.5x    x
则：根据题意x=0.2（mol/L）
所以5min内的平均反应速率v（NH3）=
0.2mol/L
5min
=0.04mol/（L?min），故答案为：0.04mol/（L?min）；
②达到平衡时NH3的体积分数=
0.2
0.5
×100%=40%，故答案为：40%；
（4）根据图示信息，阳离子移向阴极，可知钯电极是阴极，阴极发生得电子的还原反应，即N2+6e-+6H+=2NH3，故答案为：阴；N2+6e-+6H+=2NH3．
点评：本题是一道化学和工业生产联系的题目，要求学生熟记教材知识，培养自己分析和解决问题的能力，难度较大．
练习册系列答案
相关题目
下列离子方程式或化学方程式与所述事实相符且正确的是（　　）
A、将2molSO3气体通入一密闭容器中，达平衡后吸收QkJ热量，则2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g）△H=+Q KJ/mol
B、向含有0.4molFeBr2的溶液中通入0.2molCl2充分反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
C、NH4Al（SO4）2溶液中加入Ba（OH）2溶液使SO42-完全沉淀：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=AlO2-+2BaSO4↓+2H2O
D、将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制取Fe（OH）3胶体：Fe3++3H2O?Fe（OH）3↓+3H+
在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶．a和b分别可以是（　　）
干燥气体a液体b
ANO2水
BC12饱和食盐水
CNH3水
DCO24mol?L-1 NaOH溶液
A、AB、BC、CD、D
在实验室我们也可以用右图所示的装置制取乙酸乙酯．回答下列问题：
（1）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是：
 
．
（2）饱和碳酸钠溶液的主要作用
 
．
（3）装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，其目的是
 
．
（4）生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态．下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有（填序号）
 
．
①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
⑥混合物水中的18O的物质的量不再变化．
（1）已知可逆反应：M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）△H＞0，请回答下列问题：
①在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c（M）=1mol?L-1，c（N）=2.4mol?L-1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为
 
；
②若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c（M）=4mol?L-1，c（N）=a mol?L-1；达到平衡后，c（P）=2mol?L-1，a=
 
；
（2）甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol?L-1和0.1mol?L-1，则甲、乙两瓶氨水中c（OH-）之比
 
（填“大于”、“小于”或“等于”）10，说明理由
 
．
（3）25℃时几种物质的电离度（溶液浓度均为0.1mol/L） 如下表（已知硫酸的第一步电离是完全的）：
①H2SO4溶液：
HSO4- H++SO42-		②NaHSO4溶液：
HSO4- H++SO42-		③盐酸
HCl=H++Cl
       10%       29%  100%
125℃时，0.1mol/L上述几种溶液加入完全一样的等量锌粒，反应速率从大到小的顺序是
 
（填序号）
②25℃时，c（H+）相同的上述几种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是
 
 （填序号）
③25℃时，0.1mol/L H2SO4中的HSO4-的电离度小于0.1mol/L NaHSO4中HSO4-的电离度的原因是
 
．
以下基态原子的电子排布式不符合构造原理的是（　　）
A、1s22s22p63s23p63d74s2
B、1s22s22p63s23p63d54s1
C、1s22s22p63s23p63d104s24p1
D、1s22s22p63s23p64s2
铜（Cu）是重要金属，铜的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等．请回答以下问题：
（1）向CuSO4浓溶液中滴入浓氨水，直至产生的沉淀恰好溶解，可得到深蓝色的透明溶液．再向其中加入适量乙醇，可析出深蓝色的Cu（NH3）4SO4?H2O晶体．
①沉淀溶解的离子方程式为
 
．
②乙醇的作用是
 
．
③[Cu（NH3）4]2+具有对称的立体构型，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2+的立体构型为
 
，其中N原子的杂化轨道类型是
 
．
（2）金（Au）与铜为同族元素，铜与金可形成具有储氢功能的合金．
①合金中，原子间的作用力是
 
．已知Au为第六周期元素，则基态Au原子的价电子排布式为
 
，Au的原子序数为
 
．
②该储氢合金为立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子位于面心、Au原子位于顶点，储氢时，H原子进入由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，则该晶体储氢后的化学式为
 
．
（1）下表是第三周期部分元素氧化物和氟化物的熔点和摩氏硬度：
化合物NaFMgF2MgOSiF4SiO2
熔点/K1266153431251831983
摩氏硬度3.26.06.57
请回答下列问题
①基态硅原子的价电子排布式是
 
，SiO2中硅原子的杂化轨道类型是
 
．
②请解释几种氟化物熔点差异的主要原因
 
．
③请解释MgF2和MgO摩氏硬度差异的主要原因
 
．
（2）等电子体CO与N2分子的结构式可分别表示为C≡O和N≡N．两者分子中有配位键的是
 
；结合事实判断CO和N2相对更活泼的是
 
（填化学式），试用下表中的键能数据解释相对活泼的原因
COC-OC=OC≡O
键能（kJ?mol
 
-1
 
）		357.7798.91071.9
N2N-NN=NN≡N
键能（kJ?mol
 
-1
 
）		154.8418.4941.7
（3）NO也具有一定的氧化性，且一般还原产物为N2，已知NO与P4在无氧条件下反应生成的氧化物中仅存在σ键，写出该反应方程式
 
．
（4）氢键的形成对物质的性质具有一定的影响． 比 的沸点
 
．（填高或低）
下列说法正确的是（　　）
A、所有的放热反应都能在常温常压下自发进行
B、Ba（OH）2?8H2O与NH4Cl反应属于放热反应
C、天然气燃烧时，其化学能全部转化为热能
D、反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关

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