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(14分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产.生活中有着重要作用。请回答下列问题:

(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:

CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g)  ΔH1=-574 kJ·mol1

CH4(g) + 4NO(g) = 2 N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g)   ΔH2

若1 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为867 kJ,则ΔH2          ;

(2)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+ )实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H22NH3 ,则在电化学合成氨的过程中,阴极反应式为                                 

(3)在一定条件下,将l mol N2 与3 mol H2 混合于一个10 L密闭容器中,反应达到平衡时,A点混合气体中氨占25%,试回答:

①A点时N2的浓度为              mol/L;

②右图中在状态A时,平衡常数 KA =         (填写代入数值的表达式,不要求化简);当温度由T1变化到T2时,KA       KB(填“>”、“<”或“=”)。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,各物质的浓度如下表:

        时间/min

浓度/mol•L—1

c (N2)

c (H2)

c (NH3)

0

0.6

1.8

0

3

0.52

x

0.16

6

0.36

1.08

0.48

9

0.36

1.08

0.48

反应从0 min到3 min之间,H2的反应速率为               ;反应在3 min时,条件发生了改变,改变的条件可能是        (填序号)。

a.使用催化剂  b.降低温度  c.增加H2的浓度  d.充入Ne增大压强

 

【答案】

(1)-1160 kJ·mol-1 (2分)

(2)N2+6H+6e===2NH3  (3分)

     (3)①0.06(2分)

           ②(2分), >(1分)

      ③0.08 mol·L-1·min-1(2分,单位错0分);   a(2分)

【解析】略

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

氮是地球上含量丰富的元素,氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义.
(1)如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,写出NO2和CO反应的热化学方程式
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1
.若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1的变化是
减小
减小
,该反应的反应热△H
不变
不变
(填“增大”“减小”或“不变”).
(2)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ?mol-1
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ?mol-1
则反应CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)的△H=
-283
-283
kJ?mol-1
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g)+3H2O(l)=2NH3(g)+
3
2
O2(g)△H=a kJ?mol-1
为进一步研究NH3生成量与温度的关系,测得常压下达到平衡时部分实验数据如下表:
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10-6mol) 4.8 5.9 6.0
此合成反应中,a
0;△s
0,(填“>”、“<”或“=”)
(4)在一固定容积为2L的密闭容器内加入2mol NH3和3mol O2,发生反应4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g),2min后达到平衡,生成1.2mol NO.则前2分钟的平均反应速率v(NH3)为
0.3mol/(L?min),
0.3mol/(L?min),
,平衡时O2的转化率为
50%
50%
,该反应平衡常数的表达式K=
C4(NO)C6(H2O)
C4(NH3)C5(O2)
C4(NO)C6(H2O)
C4(NH3)C5(O2)

(5)某温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生下列反应:N2(g)+3H2(g) 
催化剂
高温高压
2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1,实验测得反应起始时、达到平衡时的有关数据如下表所示:
容器
编号
起始时各物质的物质的量/mol 反应达平衡时的焓变/kJ?mol-1
N2 H2 NH3
A 1 3 0 △H1=-23.1
B 0.9 2.7 0.2 △H2
容器B中反应达到平衡状态时的反应热△H2=
13.86
13.86

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
Ⅰ.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).

根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H
0.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1
K2;若反应进行到状态D时,v
v(填“>”、“<”或“=”).
②若在恒温、恒容条件下向上述平衡体系中通He,V
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”);平衡
移动(填“向左”、“向右”或“不”).
③若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,V
减小
减小
,V
减小
减小
;平衡
向左
向左
移动.
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.
①如图2是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学反应方程式:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ?mol-1
(△H的数值用含字母a、b的代数式表示).
②工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 
催化剂
高温
2NH3(g).在一定温度下,将一定量的N2和H2通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后.改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是
AB
AB

A、增大压强    B、增大反应物的浓度   C、使用催化剂     D、降低温度
③工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
催化剂
高温
2NH3(g).设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g).反应在一定条件下达到平衡时,NH3的体积分数为
4
7
.计算:该条件下N2(g)+3H2(g) 
催化剂
高温
2NH3(g)的平衡常数为
200
200
;N2的平衡转化率为
66.7%
66.7%

④已知化学反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
400℃时,在2L的密闭容器中2NH3(g)?N2(g)+3H2(g) 的化学平衡常数K的值为
2
2
.当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为12mol和8mol、4mol时,则该反应的v(N2
大于
大于
v(N2)(填“大于”、“小于”或“等于”)

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?延边州模拟)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.

(1)根据如图1所示能量变化示意图,请写出NO和CO2反应的热化学方程式
CO2(g)+NO(g)=NO2(g)+CO(g)△H=+234kJ?mol-1
CO2(g)+NO(g)=NO2(g)+CO(g)△H=+234kJ?mol-1

(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)△H>0,
其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K 298 398 498
平衡常数K 2.44ⅹ10-6 K1 K2
①试判断K1
K2(填写“>”,“<”或“=”);
②该反应的熵变△S
0 (填“>”,“<”或“=”);
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是
c
c
(填字母);
a.容器内N2、H2、NH3的物质的量之比为1:3:2
b.2v(NH3=3v(H2
c.容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
d.混合气体的密度保持不变
④一定温度下,在1L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应.若容器容积恒定,10min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的
9
10
,则N2的转化率α(N2)=
20%
20%

(3)①有相同温度下相同浓度的三种盐溶液:A.NH4HCO3;B.NH4 HSO4;C.NH4Cl,按pH由大到小的顺序排列
ACB
ACB
(填字母);
②在常温常压下pH均等于5的NH4Cl和HCl溶液,两种溶液中由水电离出来的c(H+)之比为
104:1
104:1

(4)对反应N2O4(g)?2NO2(g)△H>0,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示,下列说法正确的是
cd
cd

a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点的化学平衡常数:A>C
c.A、C两点N2O4的转化率:A>C
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法.

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科目:高中化学 来源: 题型:

氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡
 
移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂
 
反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”).
(2)在固定体积的密闭容器中,进行反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与t的关系如下表:
t/(K) 298 398 498
K/(mol?L-1-2 4.1×106 K1 K2
则该反应平衡常数K的表达式为
 
,试确定K1的相对大小,K1
 
4.1×106(填写“>”、“=”或“<”).
(3)在25℃下,浓度分别为0.1mol?L-1的氨水与盐酸等体积混合恰好完全反应.
①NH3?H2O的电离常数表达式Kb=
 

②反应后溶液pH<7,原因是
 
(用离子方程式表示);用pH试纸测定该溶液pH的操作方法为
 

③反应后的溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ、铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛.
(1)金属铝的生产是以Al2O3为原料,与冰晶石(Na3AlF6)在熔融状态下进行电解,则化学方程式为:
 
.其电极均由石墨材料做成,则电解时不断消耗的电极是
 
(填“阴极”或“阳极”).
(2)对铝制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命.以处理过的铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材
表面形成氧化膜,阳极反应式为
 

(3)铝电池性能优越,Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,化学反应为2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)4]+6Ag,则负极的电极反应式为
 
,正极附近溶液的pH
 
(填“变大”、“不
变”或“变小”).
Ⅱ、氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.精英家教网
(1)图是在一定温度和压强下N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图,请写出合成氨的热化学反应方程式:
 
(△H的数值用含字母a、b的代数式表示).
(2)工业合成氨的反应为
N2(g)+3H2(g)
催化剂
高温高压
2NH3(g).
在一定温度下,将一定量的N2和H2通入到体积为1L的密闭容器中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是
 

A.增大压强       B.增大反应物的浓度       C.使用催化剂      D.降低温度
Ⅲ、铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用.请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料.其中一个反应为:
3FeS2+8O2
 高温 
.
 
6SO2+Fe3O4,有3mol FeS2参加反应,转移
 
mol电子;
(2)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,写出SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式:
 

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