7.合成氨工业是我省开磷集团的重要支柱产业之一.氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用.
(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H2?2NH3.该可逆反应达到平衡的标志是C;
A.3v(H2=2v(NH3
B.单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
(2)氨气具有还原性,例如,氨气能与卤素单质发生置换反应.已知几种化学键的键能数据如表所示:
请写出氨气与溴蒸汽反应的热化学方程式2NH3 (g)+3Br2(g)=N2(g)+6HBr(g)△H=-214KJ/mol;
化学键N-HN≡NBr-BrH-Br
键能/kJ•mol-1391946194366
(3)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气.某研究性学习小组的同学模拟工业制取氨气的原理,在一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,测得如下表所示数据.请回答下列问题:
时间/min  CH4(mol) H2O(mol)CO (mol)H2 (mol)
 0 0.40 1.00 
 5  a0.80 c 0.60
7 0.20 b 0.20  d
 10 0.21 0.810.19 0.64
①分析标准数据,判断5min时反应是否处于平衡状态(填“是”或“否”),前5min反应的平均反应速率v(CH4)=0.02mol•min-1
②该温度下,上述反应的平衡常数K=0.0675;
③反应在7-10min内,CO的物质的量减少的原因可能是D(填字母)
A.减少CH4的物质的量     B.降低温度     C.升高温度      D.充入H2
(4)氨的催化氧化:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应.在1L密闭容器中充入4molNH3(g)和5molO2(g),保持其他条件不变,测得c(NO)与温度的关系如图所示.该反应的△H<0(填“>”、“<”
或“=”);T0温度下,NH3的转化率为75%.
6.氨在工农业生产中应用广泛.德国人哈伯发明了合成氨反应,其原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.在500℃、20MPa时,将N2和H2通入到体积为2L的密闭容器中,反应过程中各种物质的物质的量变化如图1所示:
(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)=0.005mol/(L•min).
(2)在10~20min内NH3浓度变化的原因可能是a(填字母).
a.加了催化剂   b.降低温度  c.增加NH3的物质的量
(3)该可逆反应达到平衡的标志是ce (填字母).
a.3v(H2=2v(NH3
b.混合气体的密度不再随时间变化
c.容器内的总压强不再随时间而变化
d.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2
e.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
f.a mol N≡N键断裂的同时,有6a mol N-H键合成
(4)第一次平衡时,平衡常数K1=K1=$\frac{(0.15)^{2}}{(0.125)×(0.075)^{3}}$(用数学表达式表示).NH3的体积分数是42.86%(保留2位小数).
(5)在反应进行到25min时,曲线发生变化的原因是移走了生成的NH3(或减小了氨气的浓度).
(6)已知:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式是4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266kJ/mol.
(7)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力.氨氧燃料电池工作原理如图2所示:
①a电极的电极反应式是2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O;
②一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因是由于电池反应生成水,4NH3+3O2=2N2+6H2O,所以电解质中氢氧根浓度减小,即碱性减弱,pH减小,为维持碱溶液的浓度不变需要向装置中补充KOH.
 0  162131  162139  162145  162149  162155  162157  162161  162167  162169  162175  162181  162185  162187  162191  162197  162199  162205  162209  162211  162215  162217  162221  162223  162225  162226  162227  162229  162230  162231  162233  162235  162239  162241  162245  162247  162251  162257  162259  162265  162269  162271  162275  162281  162287  162289  162295  162299  162301  162307  162311  162317  162325  203614 

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