【題目】經(jīng)過(guò)德國(guó)化學(xué)家哈伯、波施等的不懈努力,成功地開(kāi)發(fā)了合成氨的生產(chǎn)工藝。如今 世界各國(guó)科學(xué)家為提高氨的產(chǎn)量,降低能耗做著各種有益的探索。試回答下列問(wèn)題:

(1)已知NH3(l)NH3(g) △H1;N2(g)+3H2(g)2NH3(l) △H2 。則反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 的△H=_______(用含 △H1、△H2的代數(shù)式表示)

(2)①在一定條件下,分別將 1mol N23mol H2置于恒壓容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中 兩容器起始容積相同充分反應(yīng),二者均達(dá)到平衡狀態(tài),則兩容器中NH3 的體積分?jǐn)?shù)是Ⅰ_______Ⅱ(填“>”、“<”或“=” 。)

②上述容積恒定的密閉容器中,達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí), 若NH3 的體積分?jǐn)?shù)為10% ,若保持其他條 件不變,起始時(shí)改為充入2 mol N22molH2,達(dá)新平衡后,NH3的體積分?jǐn)?shù)為_______10%填(“>”、“<”或“=”)。

(3)哈伯因證實(shí) N2、H2 在固體催化劑(Fe)表面吸附和解吸以合成氨的過(guò)程而獲諾貝爾獎(jiǎng)。若用分別表示 N2、H2NH3 和固體催化劑,則在固體催化劑表面合成氨的過(guò)程可用如圖表示:

①吸附后,能量狀態(tài)最低的是___________填字母序號(hào))。

②由上述原理,在鐵表面進(jìn)行 NH3 的分解實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)分解速率與濃度關(guān)系如圖。從吸附和解吸過(guò)程分析,c0前速率增加的原因可能是_________________________;c0 后速率降低的原因可能是___________________

(4)已知液氨中存在:2NH3(l)NH2+NH4+。用 Pt 電極對(duì)液氨進(jìn)行電解也可產(chǎn)生 H2N2。陰極的電極反應(yīng)式是_______。

【答案】 C 氨的濃度增加,催化劑表面吸附的氨分子增多,速率增大 達(dá)到一定濃度后,氨分子濃度太大阻礙N2H2的解吸 2NH3 + 2e= H2 + 2NH2

【解析】

(1)已知①NH3(l)NH3(g) △H1

N2(g)+3H2(g)2NH3(l) △H2,

根據(jù)蓋斯定律可知2×①+②可得反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=2H1+△H2;

(2)①已知N2+3H22NH3,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng), 所以在恒壓容器相當(dāng)于恒容容器加壓,平衡正向移動(dòng),所以恒壓容器Ⅰ中NH3的體積分?jǐn)?shù)大于恒容容器Ⅱ;

②對(duì)于可逆反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)物的投料比等于方程式中計(jì)量數(shù)之比時(shí),生成物中氣體的體積分?jǐn)?shù)占比最大,則當(dāng)1mol N23mol H2置于恒容容器中反應(yīng)時(shí),氨氣的體積占比最大,根據(jù)題目可知此時(shí)NH3 的體積分?jǐn)?shù)為10%,所以保持其他條件不變,起始時(shí)改為充入2 mol N22molH2,達(dá)新平衡后,NH3的體積分?jǐn)?shù)小于10%;

(3)①由于化學(xué)鍵的斷裂要吸收能量,故活化狀態(tài)B的能量高于初始狀態(tài)A的能量,而此反應(yīng)為放熱反應(yīng),故初始狀態(tài)A的能量高于末態(tài)C的能量,故C的能量最低;

c0前氨的濃度增加,催化劑表面吸附的氨分子增多,導(dǎo)致反應(yīng)速率加快,c0后由于氨分子濃度太大阻礙氮?dú)夂蜌錃獾慕馕,故反?yīng)速率減慢;

(4)電解池中陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),該電解池中陰極上液氨或銨根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為2NH3+2e-=H2+2NH2- 。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于鹽類(lèi)水解的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )

A.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度大。孩伲劲冢劲

B.濃度均為0.1 mol·L1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH4+)的大小順序?yàn)棰伲劲冢劲?/span>

C.NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制NH4+水解

D.CH3COONa溶液中加入冰醋酸,能抑制CH3COO水解

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1)已知AB均為第3周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:

A通常顯___價(jià),A的電負(fù)性____B的電負(fù)性(“>”“<”“=”)。

2)紫外光的光子所具有的能量約為399kJ·mol-1。根據(jù)下表有關(guān)蛋白質(zhì)分子中重要化學(xué)鍵的信息,說(shuō)明人體長(zhǎng)時(shí)間照射紫外光后皮膚易受傷害的原因_____。

組成蛋白質(zhì)的最簡(jiǎn)單的氨基酸中的碳原子雜化類(lèi)型是____。

3)實(shí)驗(yàn)證明:KCl、MgO、CaO、TiN4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似(如圖所示),其中3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表:

則該4種離子晶體(不包括NaCl)熔點(diǎn)從高到低的順序是:____。其中MgO晶體中一個(gè)Mg2+周?chē)退钹徑业染嚯x的Mg2+____個(gè)。

4)金屬陽(yáng)離子含有的未成對(duì)電子越多,則磁性越大,磁記錄性能越好。離子型氧化物V2O5CrO2中,適合作錄音帶磁粉原料的是____。

5)某配合物的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,其分子內(nèi)不含有___(填序號(hào))。

A.離子鍵 B.極性鍵 C.金屬鍵 D.配位鍵 E.氫鍵 F.非極性鍵

6)科學(xué)家設(shè)計(jì)反應(yīng):CO2+4H2→CH4+2H2O以減小空氣中的CO2。若有1molCH4生成,則有___molσ鍵和___molπ鍵斷裂。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】SO2是空氣中主要的大氣污染物,國(guó)家規(guī)定在排放前必須經(jīng)過(guò)處理。

Ⅰ.堿液吸收法:工業(yè)上常用NaOH溶液做吸收液。

1)向0.5L1 mol·L1NaOH溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下11.2LSO2。

①寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式__________;

②已知:Ka11.54×102,Ka21.02×107,則所得溶液呈_______(填“酸性”、“堿性”或“中性”),下列有關(guān)吸收液中粒子濃度大小關(guān)系正確的是_________。

A cH2SO3)>cSO32

B cNa)+cH+)=cHSO3)+2cSO32)+cOH

C cNa)=cH2SO3)+cHSO3)+cSO32

D cNa)>cHSO3)>cSO32)>cH+)>cOH

2)工業(yè)上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2,并用電解法處理吸收SO2后所得溶液以實(shí)現(xiàn)吸收液的回收再利用,裝置如下圖所示:

①工作一段時(shí)間后,陰極區(qū)溶液的pH_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

②寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式_______

Ⅱ.SO2的回收利用:

3SO2Cl2反應(yīng)可制得磺酰氯(SO2Cl2),反應(yīng)為SO2g)+Cl2gSO2Cl2g)。按投料比1:1SO2Cl2充入一恒壓的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度T的關(guān)系如下圖所示:

① 該反應(yīng)的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。

② 若反應(yīng)一直保持在p壓強(qiáng)條件下進(jìn)行,則M點(diǎn)的分壓平衡常數(shù)Kp_____(用含p的表達(dá)式表示,用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某微生物電池在運(yùn)行時(shí)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)凈化有機(jī)物污水、凈化含Cr2O72-廢水(pH約為6)和淡化食鹽水,其裝置示意圖如下圖所示。圖中,DE為陽(yáng)離子交換膜或陰離子交換膜,Z為待淡化食鹽水。已知Cr3+完全沉淀所需的pH5.6。下列說(shuō)法不正確的是

A.E為陰離子交換膜

B.X為有機(jī)物污水,Y為含Cr2O72-廢水

C.理論上處理1molCr2O72-的同時(shí)可脫除6molNaCl

D.C室的電極反應(yīng)式為Cr2O72- + 6e- + 8H+=2Cr(OH)3 + H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列化學(xué)用語(yǔ)所表示的微粒,對(duì)水的電離平衡沒(méi)有影響的是:

A.B.C.OHD.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】25℃時(shí),氨水的電離平衡常數(shù)為Kb,用蒸餾水稀釋1 mol·L1氨水至0.01 mol·L1,隨溶液的稀釋?zhuān)铝懈黜?xiàng)中始終保持增大趨勢(shì)的是( )

A.c(OH-)

B.c(OH-)/c(NH3·H2O)

C.c(NH3·H2O)/c(NH4+)

D.Kb

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)科研人員提出了由CO2CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。

下列說(shuō)法不正確的是

A. 生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%

B. CH4→CH3COOH過(guò)程中,C―H鍵發(fā)生斷裂

C. ①→②放出能量并形成了C―C

D. 該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源,轉(zhuǎn)化利用二氧化碳設(shè)計(jì)出適合高效清潔的合成燃料分子結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)CO2+H2O→CxHy的分子轉(zhuǎn)化,生產(chǎn)合成甲烷、醇醚燃料、烷烴柴油、航空燃油等可再生合成燃料。因此二氧化碳的捕集、利用是我國(guó)能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。

(1)一定條件下,在CO2與足量碳反應(yīng)所得平衡體系中加入H2和適當(dāng)催化劑,有下列反應(yīng)發(fā)生:

CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) H1=-206.2kJ/mol

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2

CO2氧化H2生成0.1molCH4(g)和一定量的H2O(g),整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為16.5kJ,則H2=__。

(2)合成二甲醚的總反應(yīng)為2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H=-122.4kJ·mol-1。某溫度下,將2.0molCO2(g)6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),改變壓強(qiáng)和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示,則p1__(“>”“<"“=”,下同)p2。若T3p3,T4、p4時(shí)平衡常數(shù)分別為K3、K4K3__K4,T1、p1時(shí)H2的平衡轉(zhuǎn)化率為___。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)2L密閉容器中加入2molCO26molH2,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟,下列反?yīng)能自發(fā)進(jìn)行:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。

①該反應(yīng)△H__(“>”“<”“=”)0。

②下列敘述能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__(填字母代號(hào))。

a.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變

b1molCO2生成的同時(shí)有3molH-H鍵斷裂

cCO2的轉(zhuǎn)化率和H2的轉(zhuǎn)化率相等

d.混合氣體的密度保持不變

③上述反應(yīng)常用CuOZnO的混合物作催化劑。相同的溫度和時(shí)間段內(nèi),催化劑中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的產(chǎn)率影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:

ω(CuO)%

10

20

30

40

50

60

70

80

90

CH3OH的產(chǎn)

25%

30%

35%

45%

50%

65%

55%

53%

50%

CO2的轉(zhuǎn)化率

10%

13%

15%

20%

35%

45%

40%

35%

30%

由表可知,CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__催化效果最佳。

(4)CO2可用于工業(yè)制備草酸鋅,其原理如圖所示(電解液不參加反應(yīng)),Zn電極是__極。已知在Pb電極區(qū)得到ZnC2O4,則Pb電極上的電極反應(yīng)式為__。

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