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【題目】氮的固定是幾百年來科學家一直研究的課題。

(1)下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值。

反應

大氣固氮

N2(g)+O2(g)2NO(g)

工業(yè)固氮

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

溫度/℃

27

2000

25

400

450

K

3.84×10-31

0.1

5×108

0.507

0.152

①分析數(shù)據(jù)可知:大氣固氮反應屬于_______(填“吸熱”或“放熱”)反應。

②分析數(shù)據(jù)可知:現(xiàn)代工業(yè)生產不采用“大氣固氮”原理的原因:_______。

③從平衡視角考慮,工業(yè)固氮應該選擇常溫條件,但實際工業(yè)生產卻選擇500℃左右的高溫,解釋其原因______________。

(2)工業(yè)固氮反應中,在其他條件相同時,分別測定N2的平衡轉化率在不同壓強(P1、P2)下隨溫度變化的曲線,下圖所示的圖示中,正確的是____(填“A”或“B”);比較P1、P2的大小關系_______。

(3)20世紀末,科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質,用吸附在它內外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極,實現(xiàn)高溫常壓下的電化學合成氨,提高了反應物的轉化率,其實驗簡圖如C所示,陰極的電極反應式是__________

(4)近年,又有科學家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路,反應原理為:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g),則其反應熱△H=________。(已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1

【答案】 吸熱 K值小,正向進行的程度。ɑ蜣D化率低),不適合大規(guī)模生產 從反應速率角度考慮,高溫更好,但從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適 A P2>P1 N2+6e+6H+=2NH3 +1530kJ·mol-1

【解析】1通過K隨溫度的變化判斷,大氣固氮中,K隨溫度升高而增大,表明升溫平衡正向移動,大氣固氮為吸熱反應;27℃K值太小,化學反應進行的程度小,不適合大規(guī)模生產;人工固氮選擇500℃左右,因為考慮到催化劑的活性和生產成本;

2)分析工業(yè)固氮的K隨溫度變化,確定為放熱過程,所以A圖正確,正反應為氣體體積減小的反應,所以壓強大N2的轉化率高,所以р2р1;

3)利用電化學反應制取氨氣,通入的氮氣發(fā)生還原反應,且介質為酸性,從而寫出電極反應式: N2+6e+6H+=2NH3 ;

42N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)可以由反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=92.4kJ·mol12H2(g)+O2(g) 2H2O(l) △H=571.6kJ·mol1

[×2-×3]得到,根據(jù)蓋斯定律確定其ΔH+1530kJ·mol1.

練習冊系列答案
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息相關的是

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(2)在配制NaOH溶液時:

根據(jù)計算用托盤天平稱取NaOH的質量為________g;

NaOH溶液在轉移至容量瓶時,灑落了少許,則所得溶液濃度________(“>”、“<”“=”)0.3 mol·L1。

(3)實驗室采購了98%(ρ=1.84gcm3)的硫酸配制3.68molL1的硫酸溶液500mL需準確量取98%的硫酸_____mL;

(4)該同學實際配制硫酸溶液的濃度為3.50 mol·L1,原因可能是___________(填序號)。

A.用膠頭滴管加水時俯視刻度 B.容量瓶中原來存有少量水

C.稀釋硫酸的燒杯,溶液轉移后未洗滌 D.用膠頭滴管加水定容時仰視刻度

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A.①②⑤⑥⑦B.⑤⑥⑦⑧

C.③⑤⑥⑦⑧D.③④⑤⑥⑦⑧

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