問題詳情:
氨氣是重要的化工原料
(1)已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H= -905kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -483.6kJ·mol-1
寫出氨氣在高溫高壓催化劑條件下生成氮氣和*氣的熱化學方程式: ;如果在1L密閉容器中,3mol NH3 在等溫條件下充分反應,2min後達到平衡,平衡時的反應熱爲92.4kJ ,則在這段時間內v(H2)= ;保持溫度不變,將起始NH3的物質的量調整爲8mol,平衡時NH3的轉化率爲 。
(2)氨氣在純氧中燃燒,生成一種單質和水,試寫出該反應的化學方程式: ,
科學家利用此原理,設計成氨氣一氧氣燃料電池,則通入氨氣的電極是 (填“正極”或“負極”);鹼*條件下,該電極發生反應的電極反應式爲 。
(3)一定條件下,某密閉容器中發生反應:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。在一定體積的密閉容器中,爲使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動,下列措施中可採用的是 (填字母代號)。
a.增大壓強 b.適當升高溫度 c.增大O2的濃度 d.選擇高效催化劑
(4)如果某氨水的電離程度爲1%,濃度爲0.01 mol/LMgCl2溶液滴加氨水至開始產生沉澱時(不考慮溶液體積變化),溶液中的NH3·H2O的濃度爲 {已知Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-12]}
【回答】
【知識點】蓋斯定律應用 原電池原理 影響化學平衡因素 F2 F3 G2
【*解析】(1)2NH3(g) N2(g)+ 3H2(g) ΔH = +92.4 kJ · mol-1 ;(2分)-1 50%(3分)
(2)4NH3+3O22N2+6H2O, (2分)負極(1分)2NH3+6OH-6e—= N2+6H2O (2分)
(3)C(2分) (4)0.002 mol/L(2分)
解析:(1)① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5kJ·mol-1
② 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H= -905kJ·mol-1
③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -483.6kJ·mol-1
利用蓋斯定律:②×1/2-①-③×3/2得:2NH3(g) N2(g)+ 3H2(g) ΔH = +92.4 kJ · mol-1 ;在1L密閉容器中,3mol NH3 在等溫條件下充分反應,2min後達到平衡,平衡時的反應熱爲92.4kJ ,說明有2摩爾NH3發生分解,得H23摩爾,則在這段時間內v(H2)=3mol/L÷2min=-1
如果在1L密閉容器中,3mol NH3 在等溫條件下充分反應,平衡時的反應熱爲92.4kJ,說明反應的氨氣爲2mol, 2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)△H=+92.4 kJ•mol-1; 起始量(mol) 3 0 0 變化量(mol) 2 1 3 平衡量(mol) 1 1 3 K=
保持溫度不變,平衡常數不變,將起始NH3的物質的量調整爲8mol,設轉化的氨氣物質的量爲x 2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)△H=+92.4 kJ•mol-1; 起始量(mol) 8 0 0 變化量(mol) x 0.5x 1.5x 平衡量(mol) 8-x 0.5x 1.5x
K=,解得x=4
平衡時氨氣的轉化率:=50%
(2)氨氣在純氧中燃燒,生成一種單質和水,反應的化學方程式:4NH3+3O22N2+6H2O,燃料在負極發生氧化反應,則通入氨氣的電極是負極;鹼*條件下,該電極發生反應的電極反應式爲:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O, (3)4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g).在一定體積的密閉容器中,爲使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動, a.反應是氣體體積增大的反應,增大壓強,反應速率增大,平衡逆向進行,故a不符合; b.反應是放熱反應,適當升高溫度,反應速率增大,平衡逆向進行,故b不符合; c.增大O2的濃度,平衡正向進行,反應速率增大,故c符合; d.選擇高效催化劑只能改變化學反應速率,但不改變化學平衡,故d不符合; 故*爲:c; (4)Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)=4.0×10-12 ,c(Mg2+)=0.01mol/L,則c(OH-)=2×10-5mol/L,所以氨水的濃度:
【思路點撥】本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律應用,原電池原理和電極反應書寫應用,影響化學平衡因素分析判斷,弱電解質和溶度積常數的計算理解。
知識點:化學的反應中的物質變化和能量變化單元測試
題型:填空題