化学反应原理在生产、生活、国防上有重要的应用.例如:
联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料.N2H4与N2O4反应能放出大量的热.
①已知:2NO2(g)⇌N2O4(g)△H=﹣57.20kJ•mol﹣1.
一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡.
其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是 (填字母).
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
②下表为反应2NO2(g)⇌N2O4(g)在17℃、1.01×105Pa下的部分实验数据:
| 时间/s | 0 | 80 | 160 | 240 | 320 |
| c(NO2)/mol•L﹣1 | 0.0540 | 0.0420 | 0.0340 | 0.0300 | 0.0300 |
| c(N2O4)/mol•L﹣1 | 0 | 0.0060 | 0.0100 | 0.0120 | 0.0120 |
该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K的值为 .
(写出计算过程)
③25℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量.
则该反应的热化学方程式为 .
科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法.曾有报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3和另一种常见气体.进一步研究NH3生成量与温度的关系(其它条件均相同),部分实验数据见下表:
| T/K | 303 | 313 | 323 |
| 平衡时NH3的生成量/(10﹣6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式
(2)该反应的焓变△H 0(填“>”、“<”或“=”)
(3)请在答题纸的坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注.
(4)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢.请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议: .
(5)已知:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=﹣184.6kJ/mol
N2(g)+2H2(g)+
Cl2(g)═NH4Cl(s)△H=﹣313.6kJ/mol
计算NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)的反应焓变:△H= .