氨氣是生產(chǎn)化肥、硝酸等的重要原料,圍繞合成氨人們進行了一系列的研究

(1)氫氣既能與氮氣又能與氧氣發(fā)生反應,但是反應的條件卻不相同.

已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol

3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol

計算斷裂1mol N≡N鍵需要能量  kJ,氮氣分子中化學鍵比氧氣分子中的化學鍵  (填“強”或“弱”),因此氫氣與二者反應的條件不同.

(2)固氮是科學家致力研究的重要課題.自然界中存在天然的大氣固氮過程:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.8kJ/mol,工業(yè)合成氨則是人工固氮.分析兩種固氮反應的平衡常數(shù),下列結(jié)論正確的是  

 反應

大氣固氮

工業(yè)固氮

 

溫度/℃

27

2000

25

350

400

450

K

3.84×10﹣31

0.1

5×108

1.847

0.507

0.152

A.常溫下,大氣固氮幾乎不可能進行,而工業(yè)固氮非常容易進行

B.人類大規(guī)模模擬大氣固氮是無意義的

C.工業(yè)固氮溫度越低,氮氣與氫氣反應越完全

D.K越大說明合成氨反應的速率越大

(3)在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料,發(fā)生反應:3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)測得甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為40%.

N2

H2

NH3

1

3

0

0.5

1.5

1

0

0

4

①判斷乙容器中反應進行的方向  .(填“正向”或“逆向”)

②達平衡時,甲、乙、丙三容器中NH3的體積分數(shù)大小順序為  

(4)氨氣是合成硝酸的原料,寫出氨氣與氧氣反應生成一氧化氮和氣態(tài)水的熱化學方程式  


考點:

有關(guān)反應熱的計算;熱化學方程式;化學平衡常數(shù)的含義..

專題:

化學反應中的能量變化;化學平衡專題.

分析:

(1)反應物總鍵能﹣生成物總鍵能=反應熱,據(jù)此計算;

鍵能越大,化學鍵越強;

(2)A、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題,與反應進行的難易程度無關(guān);

B、大氣固氮的進行程度很小,利用大氣固氮原理進行工業(yè)生成,產(chǎn)率很。

C、合成氨是放熱反應,溫度越低,有利于平衡向正反應移動,反應的轉(zhuǎn)化率越高;

D、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題,與反應速率無關(guān);

(3)①甲、乙是完全等效平衡,平衡時對應各組分的物質(zhì)的量相等,根據(jù)甲中氫氣的轉(zhuǎn)化率計算平衡時氫氣的物質(zhì)的量,與乙中氫氣的物質(zhì)的量比較,判斷反應進行方向;

②甲、乙是完全等效平衡,平衡時NH3的體積分數(shù)相等,丙相當于在甲平衡的基礎(chǔ)上,再加入1molN2、3molH2,壓強增大平衡向正反應方向移動,據(jù)此解答.

(4)根據(jù)(1)、(2)中的熱化學方程式,由蓋斯定律構(gòu)造目標熱化學方程式.

解答:

解:(1)N≡N鍵能為x,則3×436kJ/mol+x﹣2×1173.2kJ/mol=﹣92.4kJ/mol,解得x=946kJ/mol,故斷裂1mol N≡N鍵需要能量是946kJ,O=O鍵能是498kJ/mol,故氮氣分子中化學鍵比氧氣分子中的化學鍵強,

故答案為:946;強;

(2)A、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題,與反應進行的難易程度無關(guān),故A錯誤;

B、大氣固氮的進行程度很小,利用大氣固氮原理進行工業(yè)生成,產(chǎn)率很小,沒有實際意義,故B正確;

C、合成氨是放熱反應,溫度越低,有利于平衡向正反應移動,反應的轉(zhuǎn)化率越高,反應越完全,故C正確;

D、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題,與反應速率無關(guān),故D錯誤;

故答案為:BC;

(3)①甲、乙是完全等效平衡,平衡時對應各組分的物質(zhì)的量相等,平衡時甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為40%,則平衡時氫氣的物質(zhì)的量為3mol×(1﹣40%)=1.8mol,乙中氫氣為1.5mol,小于1.8mol,則乙容器中反應進行的方向是逆向,

故答案為:逆向;

②甲、乙是完全等效平衡,平衡時NH3的體積分數(shù)相等,丙相當于在甲平衡的基礎(chǔ)上,再加入1molN2、3molH2,壓強增大平衡向正反應方向移動,氨氣的體積分數(shù)增大,故體積分數(shù):丙>甲=乙,

故答案為:丙>甲=乙;

據(jù)此解答.

(4)已知:①、2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol

②、3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol

③、N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.8kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律,③×2﹣②×2+①×3得:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣904.4kJ/mol,

故答案為:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣904.4kJ/mol.

點評:

本題考查反應熱的有關(guān)計算、平衡常數(shù)意義、等效平衡等,難度中等,注意(3)中等效平衡的理解與構(gòu)建平衡建立的等效途徑.


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:


將10 mL淀粉溶液和5 mL氯化鈉溶液混合后,放入用半透膜制成的袋內(nèi),將此袋浸入蒸餾水中(如下圖所示),2 min后分別取袋內(nèi)和燒杯內(nèi)液體進行實驗。下列說法正確的是(  )

A.燒杯內(nèi)液體加入硝酸銀溶液后有白色沉淀產(chǎn)生

B.燒杯內(nèi)液體加入碘水后呈藍色

C.袋內(nèi)液體加入碘水后不變藍

D.袋內(nèi)液體加入硝酸銀溶液后無變化

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:


常溫下,A是可用來對自來水進行消毒的黃綠色單質(zhì)氣體,A、B、C、D、E都含X元素,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:

(1)請分別寫出A、B、C、D、E的化學式(如為溶液請?zhí)钊苜|(zhì)的化學式):

A________;B________;C________;

D________;E________。

(2)寫出下列反應的化學方程式(請注明條件):

A+H2O_________________________________________。

A+NaOH_______________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:


下列順序不正確的是( 。

 

A.

熱穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI

 

B.

微粒的半徑:Cl>Na+>Mg2+>Al3+

 

C.

電離程度(同溫度同濃度溶液中):HCl>CH3COOH>NaHCO3

 

D.

分散質(zhì)粒子的直徑:Fe(OH)3懸濁液>Fe(OH)3膠體>FeCl3溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:


已知:H2(g)+F2(g)→2HF(g)+270kJ/mol,下列說法正確的是( 。

 

A.

在相同條件下,1 mol H2與1 mol F2的能量總和大于2 mol HF氣體的能量

 

B.

1 mol H2與1 mol F2反應生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量小于270 kJ

 

C.

該反應的逆反應是放熱反應

 

D.

該反應過程的能量變化可用如圖來表示

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:


下列關(guān)于如圖所示裝置的敘述中正確的是(  )

A.電流由鐵釘經(jīng)過導線流向石墨棒

B.該裝置是一個簡易的電解飽和食鹽水的裝置

C.石墨棒上發(fā)生的電極反應為:2H+2e===H2

D.石墨棒上發(fā)生的電極反應為:2H2O+O2+4e===4OH

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:


化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。

(1)催化反硝化法中,H2能將NO還原為N2。25 ℃時,反應進行10 min,溶液的pH由7變?yōu)?2。

①N2的結(jié)構(gòu)式為________。

②上述反應離子方程式為________________,其平均反應速率v(NO)為________mol·L-1·min-1。

③還原過程中可生成中間產(chǎn)物NO,寫出3種促進NO水解的方法__________________________。

(2)電化學降解NO的原理如圖所示。

①電源正極為________(填“A”或“B”),陰極反應式為____________。

②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm-Δm)為________g。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:


把溴水分別與下列物質(zhì)混合并充分振蕩靜置后,溶液分層且上層近乎無色的是(  )

A.四氯化碳                          B.汽油

C.酒精                              D.碘化鉀溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:


三鹿奶粉事件發(fā)生后,黨中央.國務院高度重視,作出了重大部署,對嬰幼兒奶粉進行了三聚氰胺全國專項監(jiān)督檢查,其結(jié)果讓人震驚。已知三聚氰胺的分子式是C3N6H6,下列有關(guān)說法正確的是(  )

A.三聚氰胺的摩爾質(zhì)量為126 g

B.1 mol三聚氰胺的質(zhì)量為126 g

C.三聚氰胺中N的質(zhì)量分數(shù)為80%

D.1 mol三聚氰胺有15個原子

查看答案和解析>>

同步練習冊答案