氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)圖1是1mol NO
2和1mol CO反應(yīng)生成CO
2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫(xiě)出NO
2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
NO2(g)+CO(g)═CO2(g)+NO(g);△H=-234KJ/mol
NO2(g)+CO(g)═CO2(g)+NO(g);△H=-234KJ/mol
(2)工業(yè)合成氨氣需要的反應(yīng)條件非常高且產(chǎn)量低,而一些科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H
+)實(shí)現(xiàn)氨的電化學(xué)合成,從而大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率.電化學(xué)合成氨過(guò)程的總反應(yīng)式為:N
2+3H
22NH
3,
陽(yáng)極反應(yīng)式為:3H
2-6e
-=6H
+,則陰極反應(yīng)式為
N2+6H+=6e-+2NH3
N2+6H+=6e-+2NH3
.
(3)工業(yè)中常用以下反應(yīng)合成氨:N
2+3H
2?2NH
3△H<0.某實(shí)驗(yàn)室在三個(gè)不同條件的密閉容器中,分別加入濃度均為c (N
2)=0.1mol/L,c (H
2)=0.3mol/L進(jìn)行反應(yīng)時(shí),N
2的濃度隨時(shí)間的變化如下圖①、②、③曲線所示.
I.該反應(yīng)實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)H
2的轉(zhuǎn)化率為
40%
40%
.
II.據(jù)圖2所示,②、③兩裝置中各有一個(gè)條件與①不同.請(qǐng)指出,并說(shuō)明判斷的理由.③條件:
②與①相比加了催化劑;③與①相比溫度升高
②與①相比加了催化劑;③與①相比溫度升高
理由:
因?yàn)榧尤氪呋瘎┠芸s短達(dá)到平衡的時(shí)間,但化學(xué)平衡不移動(dòng),所以①②兩裝置達(dá)到平衡時(shí)N2的濃度相同;
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,達(dá)到平衡的時(shí)間縮短,但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),③中到達(dá)平衡時(shí)N2的濃度高于①
因?yàn)榧尤氪呋瘎┠芸s短達(dá)到平衡的時(shí)間,但化學(xué)平衡不移動(dòng),所以①②兩裝置達(dá)到平衡時(shí)N2的濃度相同;
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,達(dá)到平衡的時(shí)間縮短,但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),③中到達(dá)平衡時(shí)N2的濃度高于①
.
(4)I.NH
4Cl溶液呈酸性,這是由于NH
4+水解的緣故.則NH
4Cl溶于重水(D
2O)生成一水合氨和水合氫離子的離子方程式是
NH4++D2O=NH3?HDO+D3O+
NH4++D2O=NH3?HDO+D3O+
.
II.常溫下,0.1mol?L
-1氨水與0.1mol?L
-1鹽酸溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化),則混合溶液中由水電離出的c(H
+)
>
>
0.1mol?L
-1氨水溶液中由水電離出的c(OH
-)(填寫(xiě)“>”“=”或“<”)