氨气是重要的化工原料(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-14N...
问题详情:
氨气是重要的化工原料
(1)已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H= -905kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -483.6kJ·mol-1
写出氨气在高温高压催化剂条件下生成氮气和*气的热化学方程式: ;如果在1L密闭容器中,3mol NH3 在等温条件下充分反应,2min后达到平衡,平衡时的反应热为92.4kJ ,则在这段时间内v(H2)= ;保持温度不变,将起始NH3的物质的量调整为8mol,平衡时NH3的转化率为 。
(2)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式: ,
科学家利用此原理,设计成氨气一氧气燃料电池,则通入氨气的电极是 (填“正极”或“负极”);碱*条件下,该电极发生反应的电极反应式为 。
(3)一定条件下,某密闭容器中发生反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定体积的密闭容器中,为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动,下列措施中可采用的是 (填字母代号)。
a.增大压强 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
(4)如果某氨水的电离程度为1%,浓度为0.01 mol/LMgCl2溶液滴加氨水至开始产生沉淀时(不考虑溶液体积变化),溶液中的NH3·H2O的浓度为 {已知Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-12]}
【回答】
【知识点】盖斯定律应用 原电池原理 影响化学平衡因素 F2 F3 G2
【*解析】(1)2NH3(g) N2(g)+ 3H2(g) ΔH = +92.4 kJ · mol-1 ;(2分)-1 50%(3分)
(2)4NH3+3O22N2+6H2O, (2分)负极(1分)2NH3+6OH-6e—= N2+6H2O (2分)
(3)C(2分) (4)0.002 mol/L(2分)
解析:(1)① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5kJ·mol-1
② 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H= -905kJ·mol-1
③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -483.6kJ·mol-1
利用盖斯定律:②×1/2-①-③×3/2得:2NH3(g) N2(g)+ 3H2(g) ΔH = +92.4 kJ · mol-1 ;在1L密闭容器中,3mol NH3 在等温条件下充分反应,2min后达到平衡,平衡时的反应热为92.4kJ ,说明有2摩尔NH3发生分解,得H23摩尔,则在这段时间内v(H2)=3mol/L÷2min=-1
如果在1L密闭容器中,3mol NH3 在等温条件下充分反应,平衡时的反应热为92.4kJ,说明反应的氨气为2mol, 2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)△H=+92.4 kJ•mol-1; 起始量(mol) 3 0 0 变化量(mol) 2 1 3 平衡量(mol) 1 1 3 K=
保持温度不变,平衡常数不变,将起始NH3的物质的量调整为8mol,设转化的氨气物质的量为x 2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)△H=+92.4 kJ•mol-1; 起始量(mol) 8 0 0 变化量(mol) x 0.5x 1.5x 平衡量(mol) 8-x 0.5x 1.5x
K=,解得x=4
平衡时氨气的转化率:=50%
(2)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,反应的化学方程式:4NH3+3O22N2+6H2O,燃料在负极发生氧化反应,则通入氨气的电极是负极;碱*条件下,该电极发生反应的电极反应式为:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O, (3)4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g).在一定体积的密闭容器中,为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动, a.反应是气体体积增大的反应,增大压强,反应速率增大,平衡逆向进行,故a不符合; b.反应是放热反应,适当升高温度,反应速率增大,平衡逆向进行,故b不符合; c.增大O2的浓度,平衡正向进行,反应速率增大,故c符合; d.选择高效催化剂只能改变化学反应速率,但不改变化学平衡,故d不符合; 故*为:c; (4)Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)=4.0×10-12 ,c(Mg2+)=0.01mol/L,则c(OH-)=2×10-5mol/L,所以氨水的浓度:
【思路点拨】本题考查了热化学方程式和盖斯定律应用,原电池原理和电极反应书写应用,影响化学平衡因素分析判断,弱电解质和溶度积常数的计算理解。
知识点:化学的反应中的物质变化和能量变化单元测试
题型:填空题
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