氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造**、铵盐和纯碱等的原料。(1)以氨为燃料可以设计制造...
问题详情:
氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造**、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰*电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为 。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)某化学研究*学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率= ;该温度下平衡常数K= ;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s) △H= —l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(1) == H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)
【回答】
【知识点】化学平衡 G1 G2 G3 G4 G5
【*解析】24、(1)2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O 3分
(2)BCE 3分
(3)0.01 mol/() 2分 2.37( mol/L)-2 2分
(4)2NH3(g)+CO2(g)== CO(NH2)2(s) +H2O(l) △H= — 87.0 kJ·mol-1 2分
2a/3<P[H2O(g)]≤a 2分
解析:(1)燃料电池燃料为负极,发生氧化反应
(2)A、都表示的是正向速率,故A错误;B、正确;C、反应过程中,气体体积变化压强变化,故一旦不变达到平衡,C正确;D、m不变,V不变,故密度不变,不是平衡标志,故D错误;E、正确;F、平衡标志是各组分浓度不变,故F错误;选择BCE
(3)列3段式 2L 物质的量mol N2+3H22NH3
起始物质的量1 3 0
变化量 x 3x 2x
平衡量 1-x 3-3x 2x
25min和0min压强比为12.6/16.8=(4-2x)/4,x=0.5mol,故N2表示的平均反应速率=0.5mol÷2L÷25min=0.01 mol/();平衡常数K=c2(氨气)/c3(*气)×c(氮气)= 2.37( mol/L)-2
(4)2NH3(g)+CO2(g)== CO(NH2)2(s) +H2O(l) △H=—l59.5 kJ·mol-1+116.5 kJ·mol-1-44.0kJ·mol-1= — 87.0 kJ·mol-1
(5)将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]变为2a/3,且平衡向正向移动故2a/3<P[H2O(g)]≤a
【思路点拨】题考查了氧化还原反应、盖斯定律、化学平衡等知识点,根据氧化还原反应实质、盖斯定律内涵、化学平衡的判断方法等知识点来分析解答,这些知识点都是高考热点,常常出现在大型综合题中,注意结合守恒思想分析解答问题,题目难度中等.
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:填空题
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