利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产.请回答下列问题: (1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1 2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1 若有17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为______; (2)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)反应的影响,实验结果如图2所示:(图中T表示温度,n表示物质的量) ①图象中T1和T2的关系是:T1______T2(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”) ②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是______(填字母标号), ③在起始体系中加入N2的物质的量为______mol时,反应后氨的百分含量最大.若容器容积为1L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=______; (3)N2O3是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注. ①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O3可发生下列反应:2N2O3⇌4NO2(g)+O2△H>0下表为反应在某温度下的部分实验数据则50s内NO2的平均生成速率为______
V/s | 0 | 50 | 100 | c(N2O3)/mol•L-1 | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
答案
(1)17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的焓变=(180.5kJ•mol-1×2+92.4kJ•mol-1×2-483.6×3)=226.3 kJ•mol-1,故答案为:226.3 kJ; (2)①反应为放热反应,温度升高化学平衡向着吸热方向进行,从T1到T2反应物氮气的量增加,故T1<T2,故答案为:<; ②b点代表平衡状态,c点又加入了氢气,故平衡向右移动,氮气的转化率增大,故答案为:c; ③当氮气和氢气的物质的量之比为1:3达平衡状态时,氨的百分含量最大,平衡点时产物的产率最大,据图示,当平衡时氢气的物质的量为n,故加入N2的物质的量为,当n=3mol反应达到平衡时,H2的转化率为60%,故起始氮气浓度为1mol/l,变化的氢气浓度为1.8mol/l,变化的氮气浓度为0.6mol/l,平衡时氮气、氢气、氨气的浓度分别是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l,据k===2.08 (mol•L-1)-2,故答案为:; 2.08(mol•L-1)-2; (3)①50s内N2O3的浓度变化量为1.48mol•L-1,故NO2的浓度变化量为2.96mol•L-1,据v===0.0592mol•L-1•s-1,故答案为:0.0592mol•L-1•s-1; ②氢氧燃料电池中,氢气做负极,发生失电子成为氢离子的反应,在熔融盐Na2CO3的作用下,电极反应为:H2+CO32-═CO2+H2O+2e-,故答案为:H2+CO32-═CO2+H2O+2e-. |
举一反三
SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键.已知:1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1mol F-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ.则S(s)+3F2(g)═SF6(g)的反应热△H为( )A.-1780kJ/mol | B.-1220 kJ/mol | C.-450 kJ/mol | D.+430 kJ/mol | (l)铝与某些金属氧化物在高温下的反应称为铝热反应,可用于冶炼高熔点金属. 已知:4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)△H=-2830kJ•mol-1 Fe2O3(s)+C(s)═CO2(g)+2Fe(s)△H=+230kJ•mol-1 C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-390kJ•mol-1 铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式是______. (2)如图1所示,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是______; 装置②中Cu电极上的电极反应式为______.
(3)钒(V)及其化合物广泛应用于新能源领域.全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原理如图2所示. ①当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为______. ②充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由______色变为______色. | 已知某些化学键键能的数据如表所示
化学键 | Cl-Cl | Br-Br | I-I | H-Cl | H-Br | H-I | H-H | 键能(kJ/mol) | 243 | 193 | 151 | 432 | 366 | 298 | 436 | 已知Mg(s)+O2(g)=MgO(s)△H=Q1 2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)△H=Q2 现有反应Mg(s)+HgO(s)=Hg(l)+MgO(s)△H=Q3.则Q3应为( )A.Q2-Q1 | B.Q2+Q1 | C.Q1-Q2 | D.2Q1-Q2 |
| 已知:2Al (s)+O2(g)═Al2O3(s)△H=-1 644.3kJ•mol-1 2Fe (s)+O2(g)═Fe2O3(s)△H=-815.88kJ•mol-1 试写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式______. |
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