13.合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),ΔH=-92 kJ/mol.在一容積為2 L的密閉容器中加入一定量的N2和H2.在一定條件下發(fā)生合成氨反應(yīng).反應(yīng)中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如下圖: (1)根據(jù)上圖.計(jì)算從反應(yīng)開始到平衡時(shí).平均反應(yīng)速率v(N2)= . (2)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí).測得NH3占平衡混合氣體體積的1/3.則平衡混合氣體折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是 L.反應(yīng)過程中放出的熱量為 kJ. (3)平衡時(shí)測得N2的物質(zhì)的量為0.10 mol.則N2的轉(zhuǎn)化率α(N2)= . (4)實(shí)驗(yàn)測得一定條件下合成氨反應(yīng)的速率與體系內(nèi)各物質(zhì)的濃度有以下關(guān)系: v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3)(k為常數(shù)).請根據(jù)此速率方程式.結(jié)合自己的已有知識對如何提高合成氨反應(yīng)的速率提出三點(diǎn)建議: . 解析:(1)由圖可知c(NH3)的變化量為0.10 mol/L.故c(N2)的變化量為0.05 mol/L.則v(N2)=0.05 mol/L÷4 min=0.012 5 mol/. (2)平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量為:0.10 mol/L×2 L=0.20 mol.則平衡混合氣體為0.60 mol.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為:0.60 mol×22.4 L/mol=13.44 L.反應(yīng)過程中放熱為9.2 kJ. (3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí).消耗的N2為0.05 mol/L×2 L=0.10 mol.若平衡混合氣體中還存在N2 0.10 mol.則說明原有N2為0.20 mol.其轉(zhuǎn)化率為50%. (4)提高合成氨反應(yīng)的速率可采用以下方法:①增大壓強(qiáng).②升高溫度.③使用催化劑.④增大氮?dú)獾臐舛?⑤增大氫氣的濃度等. 答案:(1)0.012 5 mol/13.44 9.2 ①增大壓強(qiáng).②升高溫度.③使用催化劑.④增大氮?dú)獾臐舛?⑤增大氫氣的濃度. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料.

(1)氫氣燃燒熱值高.實(shí)驗(yàn)測得,在常溫常壓下,1g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9kJ熱量.則H2燃燒的熱化學(xué)方程式為
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol

(2)氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景.現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖1所示實(shí)驗(yàn):
①氫氧燃料電池中,正極的電極反應(yīng)式為
O2+2H20+4e-=4OH-
O2+2H20+4e-=4OH-

②如圖1裝置中,某一銅電極的質(zhì)量減輕3.2g,則a極上消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
0.56
0.56
L.
(3)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.
①當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示.圖中t1時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
.其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是
t2-t3
t2-t3

②溫度為T℃時(shí),將2a mol H2和a mol N2放入0.5L密閉容器中,充分反應(yīng)后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50%.則反應(yīng)的平衡常數(shù)為
4
a2
4
a2

查看答案和解析>>

(2011?懷柔區(qū)模擬)合成氨工業(yè)生產(chǎn)條件:催化劑:鐵觸媒,溫度:400~500℃,壓強(qiáng):30~50MPa.每生成0.1molNH3放熱4.61kJ.
請回答:
(1)工業(yè)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
N2(g)+3H2(g)
催化劑
高溫高壓
2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
催化劑
高溫高壓
2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol
生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮催化劑的活性,原因之二是
提高反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間
提高反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間

(2)鐵觸媒是以FeO和Fe2O3為主要成分的氧化物.某鐵觸媒中n(Fe2+):n(Fe3+)=1:1,則n(Fe):n(O)=
4:5
4:5
.實(shí)驗(yàn)測定,當(dāng)n(Fe2+):n(Fe3+)=1:2時(shí)催化活性最高.Fe2O3中加適量碳粉可制備這種催化活性最高的鐵觸媒:2Fe2O3+C=4FeO+CO2↑,理論上,240g Fe2O3中需要加入碳粉
3
3
g可以制備這種催化劑.
(3)某同學(xué)為探究某鐵觸媒的成分,用適量稀硝酸溶解少量樣品,取少許所得溶液滴加KSCN出現(xiàn)紅色,由此確定該鐵觸媒中鐵為+3價(jià),你認(rèn)為該結(jié)論
不合理
不合理
(填合理或不合理),理由:
由于硝酸會(huì)氧化其中可能存在的二價(jià)鐵,結(jié)果只能判斷樣品溶解于硝酸后中存在三價(jià)鐵而不能確定原樣品中鐵元素的價(jià)態(tài)
由于硝酸會(huì)氧化其中可能存在的二價(jià)鐵,結(jié)果只能判斷樣品溶解于硝酸后中存在三價(jià)鐵而不能確定原樣品中鐵元素的價(jià)態(tài)

(4)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料,以N2、H2為原料,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池,同時(shí)達(dá)到固氮作用.該電池的正極反應(yīng)式為
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+

查看答案和解析>>

PCl5的熱分解反應(yīng)如下:PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=
c(PCl3)?c(Cl2)
c(PCl5)
c(PCl3)?c(Cl2)
c(PCl5)

(2)若某溫度下,在容積為1.0L的密閉容器中充入0.20mol PCl5,達(dá)到平衡后,測得容器內(nèi)PCl3的濃度為0.15mol/L,
①平衡時(shí),PCl5的濃度為:
0.05mol/L
0.05mol/L

②平衡時(shí),Cl2的濃度為:
0.15mol/L
0.15mol/L

③該溫度下的平衡常數(shù)為:
0.45
0.45

(3)相同條件下,在容積為1.0L的密閉容器中充入0.20mol PCl3和0.20mol Cl2,達(dá)到平衡后,其平衡常數(shù)為:
2.22
2.22
.(保留兩位小數(shù)) 
(4)某溫度下,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol在該溫度下,將1mol N2和3mol H2放入密閉容器中,在有催化劑存在的條件下充分反應(yīng),測得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4kJ,其原因是:
該反應(yīng)是可逆反應(yīng),1molN2和3molH2不可能完全反應(yīng),所以放出的熱量總是小于92.4kJ
該反應(yīng)是可逆反應(yīng),1molN2和3molH2不可能完全反應(yīng),所以放出的熱量總是小于92.4kJ

查看答案和解析>>

合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92kJ/mol.向一個(gè)容積為2L的密閉容器中加入xmolN2和ymolH2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng).
(1)反應(yīng)過程中測得NH3的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化情況如圖甲所示,請計(jì)算:
①從反應(yīng)開始到平衡這段時(shí)間內(nèi),
.
v
(H2)=
0.0375mol?L-1?min-1
0.0375mol?L-1?min-1
;反應(yīng)過程中放出的熱量是
9.2
9.2
kJ.
②若平衡后容器中還有0.1molN2、0.2molH2,則N2的轉(zhuǎn)化率為
50%
50%
,NH3的體積分?jǐn)?shù)φ=
40%
40%

(2)向上述密閉容器中再通入zmolNH3,保持溫度和壓強(qiáng)不變,要使平衡混合物中NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為φ,還需加入N2
z
10
z
10
mol.
(3)在其他條件不變的情況下,改變N2的起始物質(zhì)的量n(N2) 對反應(yīng)的影響如圖乙所示(T表示溫度),請回答:
①若T1對應(yīng)溫度為500℃,則T2對應(yīng)溫度可能是
D
D
(填字母).
A.600℃;B.550℃;C.500℃;D.450℃
②在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物H2轉(zhuǎn)化率最高的是
c
c
點(diǎn).

查看答案和解析>>

氨是世界上產(chǎn)量最多的無機(jī)化合物之一,主要用于制造氮肥.
(1)根據(jù)下面能量變化示意圖(圖1),請寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
 

(2)在一個(gè)容積為2L的密閉容器內(nèi)加入一定量的N2和H2,在一定條件下合成氨,反應(yīng)中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖2所示,請回答下列問題:
精英家教網(wǎng)
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
 
;
②該反應(yīng)400℃的平衡常數(shù)
 
500℃時(shí)的平衡常數(shù)(填“>”、“<”或“=”);
③下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡的是
 

A.3v(H2)=2v(NH3
B.容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化
C.容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化
D.容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化
④根據(jù)上圖計(jì)算從反應(yīng)開始到達(dá)第一個(gè)平衡時(shí),平均反應(yīng)速率v(NH3)=
 
;
⑤由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動(dòng)的方向是
 
,采取的措施可能是
 

(3)設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池,放電過程中,溶液中銨根離子濃度逐漸增大.請寫出該電池的正極反應(yīng)式:
 

查看答案和解析>>


同步練習(xí)冊答案