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(12分)自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO。
(1)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=a kJ·mol-1的平衡常数K如下表:
| 温度/℃ | 1538 | 1760 | 2404 |
| 平衡常数K | 0、86×10-4 | 2、6×10-4 | 64×10-4 |
①该反应的△H 0(填“>”、“=”或“<”)。
②其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。1538℃时,N2的转化率随时间变化如图所示,
请补充完成1760℃时N2的转化率随时间变化的示意图。
(2)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道: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。相应的热化学方程式如下:
2N2(g)+6H2O(1) =4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530kJ·mol-1
则氨催化氧化反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1) 的反应热△H= 。
(用含a的代数式表示)
(3)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定——氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为:N2+3H22NH3。则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入 极(填“正”、“负”、 “阴” 或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为 。
(4)合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92、4 kJ·mol-1,一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a、升高温度 b、加入催化剂 c、增加H2的浓度
d、增加N2的浓度 e、分离出NH3
(5)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0、01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”),可推断a 0、01(填大于、等于或小于)。
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(12分)自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO。
(1)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=a kJ·mol-1的平衡常数K如下表:
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温度/℃ |
1538 |
1760 |
2404 |
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平衡常数K |
0、86×10-4 |
2、6×10-4 |
64×10-4 |
①该反应的△H 0(填“>”、“=”或“<”)。
②其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。1538℃时,N2的转化率随时间变化如图所示,
请补充完成1760℃时N2的转化率随时间变化的示意图。
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(2)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道: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。相应的热化学方程式如下:
2N2(g)+6H2O(1) =4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530kJ·mol-1
则氨催化氧化反应4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(1) 的反应热△H= 。
(用含a的代数式表示)
(3)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定——氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为:N2+3H2
2NH3。则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入
极(填“正”、“负”、 “阴” 或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为 。
(4)合成氨的反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H =
-92、4 kJ·mol-1,一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a、升高温度 b、加入催化剂 c、增加H2的浓度
d、增加N2的浓度 e、分离出NH3
(5)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0、01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”), 可推断a 0、01(填大于、等于或小于)。
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自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO.
(1)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH=a kJ·mol-1
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①该反应的ΔH________0
(填“>”、“=”或“<”).②其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应.1538℃时,N2的转化率随时间变化如图所示,请补充完成1760℃时N2的转化率随时间变化的示意图.
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(2)
科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法.曾有实验报道: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.相应的热化学方程式如下:2N2(g)+6H2O(1)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530kJ·mol-1
则氨催化氧化反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1)的反应热ΔH=________.(用含a的代数式表示)
(3)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定——氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2
2NH3.则在电解法合成氨的过程中,
(4)合成氨的反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92、4 kJ·mol-1,一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是________(填字母代号).
a、升高温度
b、加入催化剂
c、增加H2的浓度
d、增加N2的浓度
e、分离出NH3
(5)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”),可推断a________0.01(填大于、等于或小于).
我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
I.已知反应
Fe2O3(s)+ CO(g) ![]()
Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反应经过l0min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率=____________
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
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(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的 转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
则下列关系正确的是________
A.c1=c2????? B.2Q1=Q3??? C.2α1=α3?????? D.α1+α2 =1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
Ⅲ.以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
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(1)B极上的电极反应式为????????????????????????????????????????????
(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为???????????? (标况下)。
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美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如
下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=________;反应的平衡常数随温度的变化如表一,
从上表可以推断:此反应是________(填“吸”、“放”)热反应.
在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与HzO均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为________.
(2)此流程的第II步反应CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有________(填实验编号);
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(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v(CO2正)=v(H2O逆)
(4)下图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t1达到平衡、在时刻t2分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻t2发生改变的条件是________.(写出两种)
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(5)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为:
CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3 kJ·mol-1.
则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为________.