合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g),放出46.1 kJ的
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合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g),放出46.1 kJ的热量。
请回答下列问题: (1)该反应通常用铁作催化剂,加催化剂会使图中E变_____(填“大”或“小”),E的大小对该反应的反应热有无影响?_ _。理由是_________ ; (2)图中ΔH=________kJ·mol-1; (3)起始充入2mol·L-1 N2和5.5 mol·L-1 H2,经过50 min,NH3的浓度为1mol·L-1, 则v(N2)=____________mol·L-1·min-1、C(H2)=______________mol·L-1; 已知NH3(g)= NH3 (l) ΔH=-QkJ·mol-1,书写N2(g)+3H2(g)=2NH3 (l)的热化学方程式 ________ 。 |
答案
(1)小,无。△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差;(2)-92.2 (3)0.01 4 (4)N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) ΔH=-(92.2+Q)kJ·mol-1 |
解析
试题分析:(1)用铁作催化剂可以降低反应活化能E,所以加催化剂会使图中E变变小;△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差,所以E的大小对该反应的反应热没有影响。 (2)NH3的物质的量为17g/17g·mol-1="1mol" △H="2×-46.1" kJ="-92.2" kJ(该反应为放热反应,符号为负) (3)NH3的变化浓度为1mol·L-1时,根据反应比,N2的浓度变化了0.5mol·L-1,v(N2)=0.5mol·L-1/50 min="0.01" mol·L-1;NH3的变化浓度为1mol·L-1时,根据反应比,H2的浓度变化了1.5 mol·L-1,C(H2)=5.5 mol·L-1-1.5 mol·L-1="4" mol·L-1 (4)N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) ΔH=-(92.2+Q)kJ·mol-1 |
举一反三
人们已经研制出以丙烷为燃料的新型燃料电池,电解质为熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。 (1)已知:2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l) C(s)+O2(g)=CO2(g) 2C(s)+O2(g)=2CO(g) 则反应C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)的△H___________________。. (2)该电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,则正极的电极反应式为_________________,电池工作时CO32—移向_____________极。 (3)用该电池电解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液,此电解池反应的化学方程式为______________________;当该电池消耗0.005molC3H8时,所得溶液的pH为__________(溶液体积变化忽略不计) |
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)如图是N2和H2反应生成2 mol NH3过程中能量变化示意图,写出生成NH3的热化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化 学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过 程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。 已知反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=a kJ·mol-1。 试根据表中所列键能数据估算a的数值:________。
化学键
| H—H
| N—H
| N≡N
| 键能kJ·mol-1
| 436
| 391
| 945
| |
用“>”、“<”或“=”填空: (1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),光照和点燃条件的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1______ΔH2; (2)相同条件下,2mol氢原子所具有的能量 1mol氢分子所具有的能量; (3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1_____ΔH2。 ①4P(白磷,s) +5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1,②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2; (4)已知:101 kPa时,2C(s) +O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则碳的燃烧热数值 110.5 kJ·mol-1; (5)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,则浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量 57.3 kJ; (6)可逆反应:aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气);ΔH=Q,根据图回答:
P1 ______ P2;②(a+b)______(c+d);③t1℃______ t2℃。 |
工业上合成氨的热反应方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92 kJ/mol (1)若已知破坏1mol键、H—H键键分别需吸收的能量为946 kJ、436 kJ,则断开1molN—H需吸收的能量为 kJ。 (2)在恒温恒压的条件下,将2mol N2和6molH2通入一容积可变的容器中反应,达到平衡后气体的体积为反应前的75%,则该过程释放的能量为 kJ,氮气的转化率为 ,平衡后氨气占混合气体的体积分数为 。 (3)若将1mol N2和1molH2通入两个相同体积的密闭容器甲和乙中,甲容器保持温度和体积不变,乙容器保持温度和压强不变,经过一段时间后,两容器均达到平衡状态。 ①建立平衡所需的时间:甲 乙(填“>”,“<”或“=”) ②达到平衡后氨气的体积分数:甲 乙(填“>”,“<”或“=”) |
向2L密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体,一定条件下发生反应,各物质的物质的量随时间变化如图甲所示[t0~15 s阶段n(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段所改变的外界条件均不同。已知t3~t4阶段为使用催化剂。观察下图,回答以下问题:
(1)甲图中从反应至达到平衡状态,生成物C的平均反应速率为____________________。 (2)图乙中t2时引起平衡移动的条件是______,t5时引起平衡移动的条件是_______。(填序号) A.升高温度 B.增大反应物浓度 C.使用催化剂 D.减少体系压强 (3)图乙中表示平衡混合物中,在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是______。(填序号): A.15s-t2时段 B.t3-t4时段 C.t4-t5时段 D.t6以后 (4)该反应的化学方程式可以表示为:_______________________________________________________, 正反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。 (5)反应开始时加入的B的物质的量为________________。 |
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