一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:N2+3H2O2NH3+O2进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分
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一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:N2+3H2O2NH3+O2 进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3 h):
T/℃
| 30
| 40
| 50
| 生成NH3量/(10-6 mol)
| 4.8
| 5.9
| 6.0
| 请回答下列问题: (1)50℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________ mol·h-1。 (2)该反应过程与能量关系可用如图表示,则反应的热化学方程式是____________。
(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:_______________________________________。 (4)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10 L。求: ①该条件下的平衡常数为________; ②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。 |
答案
(1)1.5×10-6 (2)N2(g)+3H2O(l)=2NH3(g)+O2(g)ΔH=+765.2 kJ·mol-1 (3)升高温度 (4)①400 ②< |
解析
(4)①K= =400。 ②当加入2 mol N2和4 mol H2时,生成2 mol NH3,放出92.4 kJ的热量,而当加入a mol N2、b mol H2和c mol NH3时,平衡时NH3仍为2 mol,则生成的NH3为(2-c) mol,则放出的热量小于92.4 kJ。 |
举一反三
下列热化学方程式正确的是( )A.2SO2+O22SO3 ΔH=-196.6 kJ·mol-1 | B.C(g)+O2(g)=CO(g) ΔH=393.5 kJ·mol-1 | C.H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ | D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 |
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50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。 回答下列问题: (1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和反应的反应热的数值 (填“偏大” “偏小”或“无影响”)。 (4)实验中改用55 mL 0.50 mol·L-1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”)。 (5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和反应的反应热数值会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”) |
研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。 (1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。
①写出该反应的热化学方程式: 。 ②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。 a.容器中压强不变 b.H2的体积分数不变 c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不变 e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。 (2)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题:
①该过程是将 转化为 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”) ②催化剂b表面的电极反应方程式为 。 (3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:
解决如下问题: ①写出CaH2的电子式 。 ②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是: 。 ③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式 。 |
下列说法正确的是( )A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 | B.若反应为放热反应,则该反应不必加热就可发生 | C.放热反应比吸热反应容易发生 | D.化学反应都伴随着能量的变化 |
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实验室进行中和热测定的实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外,所用的其他仪器和试剂均正确的一组是( )A.0.50 mol·L-1盐酸,0.50 mol·L-1NaOH溶液,100 mL量筒1个 | B.0.50 mol·L-1盐酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,100 mL量筒2个 | C.0.50 mol·L-1盐酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,50 mL量筒1个 | D.0.50 mol·L-1盐酸,0.55 mol·L-1NaOH溶液,50 mL量筒2个 |
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