摘要:(5)① -175.1 kJ/mol ② NH3 == NH4Cl(s)是一个焓减.熵减的反应.在低温下自发.在高温下不自发.而其逆反应NH4Cl的分解则在高温下自发.

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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
2N2+6H2O
 催化剂 
.
 
4NH3+3O2
2N2+6H2O
 催化剂 
.
 
4NH3+3O2

(2)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

(3)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:
升高温度,增大反应物N2的浓度
升高温度,增大反应物N2的浓度

(4)已知:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol
1
2
N2(g)+2H2(g)+
1
2
Cl2(g)═NH4Cl(s)△H=-313.6kJ/mol
①计算NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)的反应焓变:△H=
-175.1 kJ/mol
-175.1 kJ/mol

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:
NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)是一个焓减、熵减的反应,在低温下自发,在高温(加热条件)下不自发.而其逆反应NH4Cl的分解则在高温下自发
NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)是一个焓减、熵减的反应,在低温下自发,在高温(加热条件)下不自发.而其逆反应NH4Cl的分解则在高温下自发
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(2012?丹东模拟)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能.工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ?mol-1
(1)若要增大反应①中H2的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为
B C
B C

A.加入某物质作催化剂
B.加入一定量CO
C.反应温度降低
D.增大容器体积
(2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1mol/L,c(H2)=2.4mol/L,5min后达到平衡,CO的转化率为50%,则5min内CO的平均反应速率为
0.1mol/(L?min)
0.1mol/(L?min)
;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2mol/L,a=
5.4
5.4
mol/L.
(3)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
-246.1 kJ?mol-1
-246.1 kJ?mol-1
;830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K
1.0(填“>”、“<”或“=”).
(4)二甲醚的燃烧热为1455kJ?mol-1,则二甲醚燃烧的热化学方程式为
CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1455 kJ?mol-1
CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1455 kJ?mol-1

(5)“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如图所示.写出a电极上发生的电极反应式
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
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