氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H= a kJ • mol-1。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
n(NH3)/(l0-2mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ • mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
①0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
②在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 20 min达到第一次平衡,在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,35min达到第二次平衡,则平衡的平衡常数K1______K2(填“>”“<”或“ = ”)
高二化学综合题中等难度题
氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+3/2O2(g) △H= a kJ • mol-1。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
n(NH3)/(l0-2mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H="-92.4" kJ • mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
①0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
②在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 20 min达到第一次平衡,在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,35min达到第二次平衡,则平衡的平衡常数K1______K2(填“>”“<”或“ = ”)
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氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H=a kJ • mol-1 。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
n(NH3)/(l0-2 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ • mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
① 0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
② 在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,达到第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2______K1(填“>”“<”或“ = ”)
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氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H="a" kJ • mol-1。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
n(NH3)/(l0-2mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H="-92.4" kJ • mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
① 0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
② 在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,达到第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2______K1(填“>”“<”或“ = ”)
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氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H= a kJ • mol-1。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
n(NH3)/(l0-2mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ • mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
①0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
②在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 20 min达到第一次平衡,在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,35min达到第二次平衡,则平衡的平衡常数K1______K2(填“>”“<”或“ = ”)
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(8分)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。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l)====2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)右图是上述反应在无催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图,请在图中画出在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图。
(2)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:________。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算
①该条件下N2的平衡转化率是________;
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数为________。
③若温度不变,减小容器体积,则平衡向---------------------------移动,c(NH3)将--------------------
c(N2)将---------------------- (填增大、减小或不变)
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(11 分)科学家一直致力研究常温、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,反应的化学方程式如下:N2(g)+ 3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)。回答下列问题:
(1)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h),则该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
(2)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: 。
(3)合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物质的燃烧热数
据如下:
H2(g) :△H =-285.8 kJ・mol-1;
CO(g) : △H =-283.0 kJ・mol-1;
CH4(g) :△H =-890.3 kJ・mol-1 。
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式__________________________________。
(4)有人设想寻求适合的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl——NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池,请写出该电极的正极反应式________
(5)生成的NH3可用于制铵态氮肥,如(NH4)2SO4、NH4Cl,这些肥料显________性,原因是(用离子方程式表示)___________________________,使用时避免与________________物质合施。
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T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
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(9分)(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:
N2(g) + 3H2O(1) 2NH3(g) + O2(g) ;△H = a kJ·mol—1
进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
①此合成反应的a________0;ΔS________0,(填“>”、“<”或“=”)
②已知:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH= -92.4kJ·mol—1
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ΔH = -571.6kJ·mol—1
则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为:________
(2)①已知:0.5mol液态肼(N2H4)与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量,写出该反应的热化学方程式
②又已知H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1。则32g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量是 kJ
③此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大优点是
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氮的固定有三种途径:生物固氮、自然固氮和工业固氮。根据最新“人工固氮”的研究报道: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。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分平衡时实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间1 h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的化学方程式:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=a kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)此合成反应的a________0;(填“>”、“<”或“=”)
(2)从323 K到353 K,氨气的生成量减少的可能原因是_______________________________;(3)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议__________________________________________________。
(4)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,分别研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和N2的起始组成比(起始时N2的物质的量均为1 mol)与N2平衡转化率的关系。请回答:
①在上述三种温度中,曲线X对应的温度是________。
②a、b、c三点中H2的转化率最小的是_______点、转化率最大的是________点。
③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数为__________________。
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(6分)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH= + 1 530 kJ/mol
又知:H2O(l)H2O(g) ΔH= + 44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) ΔH= kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K= ,控制其他条件不变,增大压强,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
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