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15.工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:

(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)?CO2+H2.t℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气.反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol•L-1.该温度下此反应的平衡常数K=1(填计算结果).若保持温度不变,增加水蒸气的浓度,则K将不变(填“增大”、“减小”、“不变”)
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1<300℃(填“>”、“<”或“=”).
T/℃T1300T2
K1.00×1072.45×1051.88×103
(3)在上述流程图中,氧化炉中发生反应的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H2O.
(4)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式4NH3+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$N2+6H2O.科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是负极(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.

分析 (1)根据平衡常数表达式以及各种物质的浓度知识来回答;平衡常数是温度的函数温度不变平衡常数不变;
(2)温度和平衡常数间的关系取决于平衡受温度的影响情况;
(3)氨的催化氧化产物是一氧化氮和水;
(4)氨气在纯氧中燃烧,生成氮气和水,燃料电池中,燃料做负极.

解答 解:(1)根据题意:CO+H2O(g)?CO2 +H2
        初始浓度:0.2     0.3             0      0
        变化浓度:0.12    0.12          0.12     0.12
    平衡时的浓度:0.08    0.18           0.12    0.12
则K=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1,平衡常数是温度的函数,所以温度不变平衡常数不变,
故答案为:1;不变;
(2)对于放热反应,温度越高,则化学平衡逆向移动,导致平衡常数减小,所以T1<300℃,故答案为:<;
(3)氧化炉中是氨的催化氧反应,方程式为:4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H2O;
(4)氨气在纯氧中燃烧,生成氮气和水,化学方程式为:4NH3+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$N2+6H2O,在燃料电池中,燃料做负极,则通入氨气的电极是负极,碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O,故答案为:4NH3+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$N2+6H2O;负极;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.

点评 本题是一道工业合成氨的综合性知识题目,可以根据所学知识进行回答,难度较大.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

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请回答下列问题:
(1)D元素在元素周期表中的位置:第三周期第VIIA族;
(2)B原子的原子结构示意图:
(3)A、B两种元素形成的四原子分子的电子式为
(4)实验室制取D气体的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.下列实验操作中错误的是(  )
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3.元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构.下列推测正确的是(  )
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20.下列有关常见有机物的说法正确的是(  )
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7.下列说法正确的是(  )
A.SiO2晶体易溶于水,水溶液呈现酸性
B.CO2通入水玻璃中不可能得到硅酸
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4.下列各组离子一定能大量共存的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

5.如图,有关铁钉腐蚀(除②外,电解质溶液为食盐水)说法不正确的是(  )
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