合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为:N
2(g)+3H
2(g)
2(((NH
3(g)△H=-92.2kJ/mol.合成氨工业中原料气N
2可从空气中分离得到,H
2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.
(1)在一容积固定的密闭容器中注入N
2和H
2两种气体,发生上述反应.在某温度下达到平衡时各物质的浓度分别为c(H
2)=9.00mol/L,c(N
2)=3.00mol/L,c(NH
3)=4.00mol/L,此温度下该反应的平衡常数为
7.32×10-3
7.32×10-3
.
(2)三个相同容器中各充入1molN
2和3molH
2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间的变化如图所示.下列说法正确的是
D
D
(填序号).
A.图I可能是不同压强对反应的影响,且P
2>P
1B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P
1>P
2C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T
1>T
2D.图Ⅱ一定是在同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂效果1>2
(3)将水蒸气通过红热的炭即产生水蒸气,化学方程式为:C(s)+H
2O(g)
H
2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ,△S=+133.7J/K该反应在低温下能否自发
否
否
(填:能或否).
(4)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH
4(g)+H
2O(g)=CO(g)+3H
2(g).部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质 |
燃烧热(kJ?mol-1) |
H2(g) |
-285.8 |
CO(g) |
-283.0 |
CH4(g) |
-890.3 |
已知1mol H
2O(g)转变为1mol H
2O(l)时放出44.0kJ热量.写出CH
4和H
2O在高温下反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
.
(5)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N
2、H
2为电极反应物,以HCl-NH
4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
.