合成氨生產(chǎn)技術的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對化學工業(yè)技術也產(chǎn)生了重大影響.合成氨反應的化學方程式為:N
2(g)+3H
2(g)
2(((NH
3(g)△H=-92.2kJ/mol.合成氨工業(yè)中原料氣N
2可從空氣中分離得到,H
2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應制得.
(1)在一容積固定的密閉容器中注入N
2和H
2兩種氣體,發(fā)生上述反應.在某溫度下達到平衡時各物質的濃度分別為c(H
2)=9.00mol/L,c(N
2)=3.00mol/L,c(NH
3)=4.00mol/L,此溫度下該反應的平衡常數(shù)為
7.32×10-3
7.32×10-3
.
(2)三個相同容器中各充入1molN
2和3molH
2,在不同條件下反應并達到平衡,氨的體積分數(shù)隨時間的變化如圖所示.下列說法正確的是
D
D
(填序號).
A.圖I可能是不同壓強對反應的影響,且P
2>P
1B.圖Ⅱ可能是不同壓強對反應的影響,且P
1>P
2C.圖Ⅲ可能是不同溫度對反應的影響,且T
1>T
2D.圖Ⅱ一定是在同溫同壓下不同催化劑對反應的影響,且催化劑效果1>2
(3)將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水蒸氣,化學方程式為:C(s)+H
2O(g)
H
2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ,△S=+133.7J/K該反應在低溫下能否自發(fā)
否
否
(填:能或否).
(4)甲烷在高溫下與水蒸氣反應反應方程式為:CH
4(g)+H
2O(g)=CO(g)+3H
2(g).部分物質的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:
物 質 |
燃燒熱(kJ?mol-1) |
H2(g) |
-285.8 |
CO(g) |
-283.0 |
CH4(g) |
-890.3 |
已知1mol H
2O(g)轉變?yōu)?mol H
2O(l)時放出44.0kJ熱量.寫出CH
4和H
2O在高溫下反應的熱化學方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
.
(5)有人設想尋求合適的催化劑和電極材料,以N
2、H
2為電極反應物,以HCl-NH
4Cl為電解質溶液制取新型燃料電池.請寫出該電池的正極反應式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
.