氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家.(1)如图1表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量

氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家.(1)如图1表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量

题型:临沂一模难度:来源:
氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家.

魔方格

(1)如图1表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化,据此请回答:
①写出氮气与氢气合成氨的热化学反应方程式:______
②对于合成氨的反应下列说法正确的是______(填编号)
A、该反应在任意条件下都可以自发进行
B、加入催化剂,能使该反应的E和△H都减小
C、若反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,K1>K2
D、该反应属于人工固氮
(2)现在普遍应用的工业合成氮的方法N2+3H2⇌2NH3,是哈伯于1905年发明的,但此法达到平衡时反应物的转化率不高.
①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正方向移动的措施是______(填编号)
A、使用的更高效催化剂
B、升高温度
C、及时分离出氨气
D、冲入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下、2L的密闭容器中发生N2+3H2⇌2NH3的反应,如图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线.用H2表示0~10min内该反应的平速率v(H2)=______.从1min起,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为______(填编号)
A、a  B、b   C、c   D、d
(3)随着对合成氨研究的发展,2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法,即在常压下吧氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入一个加热到500℃的电解池中,采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质理用吸附在它内外表面上的金属但多晶薄膜像电噪,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氮(装置如图3).
请回答:铠电极是电解池的______极(填“阳“或“阴“),该极上的电极反应式是______.
答案
(1))①由图1可知,1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)的反应热为508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol,
所以合成氨的热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)
 催化剂 
.
 
2NH3(g)△H═-92kJ/mol,
故答案为:N2(g)+3H2(g)
 催化剂 
.
 
2NH3(g)△H═-92kJ/mol;
②A、该反应为焓减熵减,△H-T△S<0,反应自发进行,故应在低温下可能自发进行,故A错误;
B、加入催化剂降低活化能,不影响反应热,故B错误;
C、该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低,故C正确;
D、工业合成氨是人工固氮,故D正确.
故选:CD;
(2)①A、使用的更高效催化剂,反应加快,不影响平衡移动,故A错误;
B、升高温度,反应加快,平衡向吸热反应移动,即向逆反应移动,故B错误;
C、降低生成物浓度,速率降低,平衡向正反应移动,故C错误;
D、冲入氮气,增大氮气的浓度,速率加快,平衡向体积减小方向移动,即平衡向正反应移动,故D正确.
故选:D;
②由图2可知,0~10min内氮气的物质的量变化为0.6mol-0.2mol=0.4mol,所以v(N2)=
0.4mol
2L
10min
=0.02mol/(L•min),
 速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(N2)=3×0.02mol/(L•min)=0.06mol/(L•min),
压缩体积,增大压强,平衡向正反应移动,改变瞬间n(N2)不变,平衡时n(N2)减小,故选D,
故答案为:0.06mol/(L•min);D;
(3)由图3可知,氮气在铠电极放电生成氨气,所以铠电极为阴极,在电解池中,阴极发生得电子的还原反应,氮气得电子的过程为:N2+6e-+6H+=2NH3
故答案为:N2+6e-+6H+=2NH3
举一反三
氨气是一种重要的物质,可用于制取化肥和硝酸等.
(1)工业合成氨的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H=-92.2KJ/mol.有关键能:
魔方格
:946.5KJ/mol;N-H:391.0KJ/mol;则H-H键能为______.
(2)合成氨原料中的H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.部分1mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的△H数据如下表:已知1molH2O(g)转变为1molH2O(l)时放热44.0KJ.写出CH4和水蒸气在高温下反应得到CO和H2的热化学方程式______.
题型:万州区一模难度:| 查看答案
物质△H(KJ/mol)
H2(g)-285.8
CO(g)-283.0
CH4(g)-890.3
Ⅰ.氮是地球小含量最丰富6一种元素,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:

魔方格

(1)41是1mol&tb得p;tO2和1mol&tb得p;CO反应生成CO2和tO过程中能量变化示意4,请写出tO2和&tb得p;CO反应6热化学方程式______
题型:宝鸡一模难度:| 查看答案
t/℃200300400
KK1K20.5
Ⅰ.肼(N2H4)又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池,NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂.试回答下列问题
(1)肼燃料电池原理如图所示,左边电极上发生的电极反应式为______.
(2)火箭常用N2O4作氧化剂,肼作燃料,已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.7kJ•mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ•mol-1
2NO2(g)⇌N2O4(g)△H=-52.7kJ•mol-1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:______.
Ⅱ.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.
(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),下列各项能说明反应达到平衡状态的是______.
a.体系压强保持不变                  b.混合气体颜色保持不变
c.NO和O2的物质的量之比保持不变     d.每消耗1molO2同时生成2molNO2
(2)CO可用于合成甲醇,一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),达平衡后测得各组分浓度如下:
题型:不详难度:| 查看答案
物质COH2CH3OH
浓度(mol•L-10.91.00.6
下列热化学方程式,正确的是(   )
题型:不详难度:| 查看答案
A.4g硫完全燃烧生成SO2,放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-296kJ/mol
B.1molN2与3molH2在某密闭容器中反应放出73kJ热量,则反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-73kJ/mol
C.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ•mol-1
D.强酸强碱的中和热为-57.3 kJ/mol:Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(S)+2H2O(l);△H=-114.6 kJ/mol
沼气是一种能源,它的主要成分是CH4.0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445KJ热量,则下列热化学方程式正确的是(  )
题型:不详难度:| 查看答案
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A.2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=+890KJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=+890kJ•mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890KJ/mol
D.CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=-890KJ/mol