(14分)工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng):N2(g) + 3H2(g) ≒ 2NH3(g),其部分工藝流程如下:

回答下列問題:

(1)    已知: N2(g) + O2(g)  2NO(g)   ΔH+180.5kJ/mol        

4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(g)  ΔH−905kJ/mol

2H2(g) + O2(g)  2H2O(g)   ΔH−483.6kJ/mol

則N2(g) + 3H2(g) ≒ 2NH3(g)  ΔH ________________。

(2)     如果工業(yè)上,在一定溫度下,將1.5 mol N2氣體和6 mol H2氣體通入到體積為1升的密閉容器中。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%,則其平衡常數(shù)為_______。改變下列條件,能使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行且平衡常數(shù)不變的是__________。

①增大壓強(qiáng)                          ②增大反應(yīng)物的濃度                ③使用催化劑            ④降低溫度

(3)    合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程。即反應(yīng)后通過降低混合氣體的溫度而使氨氣分離出來。這種分離物質(zhì)的方法其原理類似于下列方法中的________(填編號(hào)),其理由是__________。

①過濾     ②蒸餾       ③滲析     ④萃取

(4)    可以用氯氣來檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣,如果漏氣則會(huì)有白煙(成分為氯化銨)生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

(5)    假如該廠生產(chǎn)氨水的物質(zhì)的量濃度為20 mol/L,實(shí)驗(yàn)室若需用80 mL濃度為5 mol/L的氨水時(shí),需取20 mol/L的氨水__________mL(用100 mL的容量瓶)。假如該氨水的,加入相同體積的鹽酸時(shí),溶液呈中性,則此鹽酸的pH__________(填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

【答案】

 (1)  −92.4 kJ/mol  2分    (2)     0.057 (mol·L−1)−2(可不寫單位)2分  ①② 2分

(3)    ②  兩者都是通過改變物質(zhì)的狀態(tài)來進(jìn)行混合物的分離  2分

(4)    8NH3 + 3Cl2 → 6NH4Cl + N2   2分     (5)  25  2分  <  2分

【解析】(1)考查蓋斯定律的應(yīng)用。根據(jù)已知反應(yīng)可知(①×2-②+③×3)÷2即得到N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g),所以△H=(180.5kJ/mol×2+905kJ/mol-483.6kJ/mol×3)÷2=−92.4 kJ/mol。

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

起始量(mol)           1.5     6           0

轉(zhuǎn)化量(mol)           x      3x          2x

平衡量(mol)        1.5-x     6-3x         2x

所以

解得x=0.75mol

所以平衡常數(shù)。

平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,所以選項(xiàng)④不正確。催化劑不能影響平衡狀態(tài),③不正確。正反應(yīng)是體積減小的,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大反應(yīng)物的濃度平衡也向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以答案選①②

(3)氨氣易液化,即可以實(shí)現(xiàn)氣液分離,所以分離方法類似于蒸餾。

(4)氯氣極易強(qiáng)氧化性,能把氨氣液化生成氮?dú),而氯氣被還原生成氯化氫,氯化氫和氨氣反應(yīng)冒白煙,方程式為8NH3 + 3Cl2 → 6NH4Cl + N2 。

(5)稀釋過程中溶質(zhì)是不變的,所以需取20 mol/L的氨水。如果鹽酸的pH=14-a。則氨水過量,溶液顯堿性。因此要使反應(yīng)后溶液顯中性,則鹽酸的pH必須小于14-a。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),△H=-92.44kJ/mol;其部分工藝流程如下:

反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表:
氣體 氮?dú)?/TD> 氫氣
熔點(diǎn)(℃) -210.01 -252.77 -77.74
沸點(diǎn)(℃) -195.79 -259.23 -33.42
回答下列問題:
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式:K=
[NH3]2
[N2][H2]3
[NH3]2
[N2][H2]3
.隨著溫度的升高,K值
減小
減小
(填增大、減小、不變).
(2)平衡常數(shù)K值越大,表明
AB
AB
(填序號(hào)).
A.N2的轉(zhuǎn)化率越高                 B.NH3的產(chǎn)率越大
C.原料中N2的含量越高             D.化學(xué)反應(yīng)速率越快
(3)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程.即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度降低到
-33.42
-33.42
使
NH3
NH3
分離出來;繼續(xù)循環(huán)的氣體是
N2、H2
N2、H2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2010?天河區(qū)一模)工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),其部分工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-483.6kJ/mol
則N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H=
-92.4kJ/mol
-92.4kJ/mol

(2)如果工業(yè)上,在一定溫度下,將1.5molN2 氣體和6molH2 氣體通入到體積為1升的密閉容器中.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%,則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為
50%
50%
.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
,改變下列條件,能使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行且平衡常數(shù)不變的是
①②
①②

①增大壓強(qiáng)  ②增大反應(yīng)物的濃度    ③使用催化劑   ④降低溫度
(3)可以用氯氣來檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣,如果漏氣則會(huì)有白煙(成份為氯化銨)生成.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl

(4)假如該廠生產(chǎn)的氨水的pH=a,加入相同體積的鹽酸時(shí),溶液呈中性,則此鹽酸的pH
小于
小于
14-a(填“大于”“小于”或“等于”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)回答下列問題:
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g),△H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g),△H=-905kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g),△H=-483.6kJ/mol
則N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H=
 

(2)(NH42SO3和NH4HSO4是兩種化工原料.
①對(duì)于(NH42SO3溶液,某同學(xué)寫出了如下的正確關(guān)系式:2[c(S
O
2-
3
)+c(HS
O
-
3
)+c(H2SO3)]=c(N
H
+
4
)+c(NH3?H2O)
該同學(xué)的依據(jù)是:
 
;
⑦寫出NH4HSO4溶液中離子濃度由大到小的順序:
 

(3)甲烷--空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%-30%的KOH溶液.現(xiàn)用甲烷--空氣燃料電池進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn)(其中a、b均為碳棒):
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①Zn片上發(fā)生的電極反應(yīng)式:
 

②a電極的電極反應(yīng)式
 

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科目:高中化學(xué) 來源:2010-2011學(xué)年河南省信陽市高三第二次調(diào)研考試化學(xué)試卷 題型:填空題

(10分)工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng):

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)回答下列問題:

   (1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180.5kJ/mol

    4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g); △H=-905kJ/mol

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

    則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=_______________。

   (2)(NH42SO3和NH4HSO4是兩種化工原料。

    ①對(duì)于(NH42SO3溶液,某同學(xué)寫出了如下的正確關(guān)系式:

    2[c()+c()+c(H2SO3)]=c()+c(NH3·H2O)

    該同學(xué)的依據(jù)是:_________________________________________

    ⑦寫出NH4HSO4溶液中離子濃度由大到小的順序:______________________。

   (3)甲烷——空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%-30%的KOH溶液,F(xiàn)用甲烷——空氣燃料電池進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn)(其中a、b均為碳棒):

①Zn片上發(fā)生的電極反應(yīng)式:_____________________。

    ②a電極的電極反應(yīng)式_______________________________。

 

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