33.(12分)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:
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T/K |
303 |
313 |
323 |
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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 = -92.4 kJ/mol
H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g) △H = -184.6 kJ/mol
½ N2(g) + 2H2(g) + ½Cl2(g) == NH4Cl(s) △H = -313.6 kJ/mol
① 计算NH3(g) + HCl(g) == NH4Cl(s)的反应焓变:△H =______________
② 室温下NH3就和HCl能发生化合反应生成NH4Cl;而在加热的条件下,NH4Cl则能分解为NH3和HCl。请用所学的化学原理解释这一现象:____________________________
30.(12分)某学习小组通过测定大理石与硝酸反应过程中体系质量的变化,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量均为25.0 mL、大理石用量均为10.00 g。
(1)请完成以下实验设计:
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实验目的 |
实验编号 |
T / K |
大理石规格 |
c(HNO3) mol/L |
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(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和③探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响;) |
① |
298 |
粗颗粒 |
2.00 |
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② |
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③ |
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④ |
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(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图:
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忽略溶液体积变化,计算实验①在40s-100 s范围内HNO3的平均反应速率(保留2位小数):_________________。
(3)请在答题纸上,画出实验②和③中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。
29.(4分)在100℃和200kPa的条件下,反应aA(g)
bB(g)+cC(g)建立平衡后,在不加入任何物质的条件下逐步压缩体系的体积,增大体系的压强(维护温度不变),下表列出的不同压强下反应建立平衡时物质B的浓度。
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压强(kPa) |
200 |
500 |
1000 |
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B的浓度(mol/L) |
0.04 |
0.1 |
0.27 |
根据表中的数据,回答下列问题:
(1)压强从200kPa增加到500kPa时,平衡 移动(填“正向”或“逆向”或“不”),理由是 。
(2)压强从500kPa增加到1000kPa时,平衡 移动(填“正向”或“逆向”或“不”),其原因可能为