科學(xué)家一直致力研究常溫.常壓下“人工圍氮 的新方法.曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫.常壓.學(xué)照條件下.N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng).生成的主要產(chǎn)物為NH3.進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系.部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(光照.N2壓力1.0×105Pa.反應(yīng)時(shí)間3 h):T/K303313323353NH3生成量/(10-6mol) 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

科學(xué)家一直致力研究常溫、常壓下“人工圍氮”的新方法.曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫、常壓、學(xué)照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3.進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(光照、N2壓力1.0×105Pa、反應(yīng)時(shí)間3h):
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/(10-6mol) 4.8 5.9 6.0 2.0
相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+
3
2
O2(g)△H=+765.2kJ?mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢.請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議:
升高溫度,增大反應(yīng)物N2的濃度,不斷移出生成物脫離反應(yīng)體系
升高溫度,增大反應(yīng)物N2的濃度,不斷移出生成物脫離反應(yīng)體系

(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g).設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g).反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH2的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為
4
7
.計(jì)算
①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;
②該條件下反應(yīng)2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù).

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(12分)
科學(xué)家一直致力研究常溫、常壓下“人工圍氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(光照、N2壓力1.0×105Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h):

T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10-6mol)
4.8
5.9
6.0
2.0
相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
 N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g)   ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)圖中畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無(wú)催化劑兩種情況下反應(yīng)過(guò)程
中體系能量變化示意圖,并進(jìn)行必要標(biāo)注。
(2)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請(qǐng)?zhí)岢隹商?br />高其反應(yīng)速率且增大NH3生成量的建議:              。
(3)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),.反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH2的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為。計(jì)算
①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;
②該條件下反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)。

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科學(xué)家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫、常壓、光照條件下,
N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3。相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+3/2O2(g) △H=+765.2kJ.mol-1
回答下列問(wèn)題
(1)請(qǐng)?jiān)诖痤}紙里如圖所示的坐標(biāo)中,畫出上述在有催化劑和無(wú)催化劑兩種情況下反應(yīng)過(guò)程中體系能量變化示意圖,并進(jìn)行標(biāo)注(標(biāo)注出“反應(yīng)物”、“生成物”、“有催化劑”、“無(wú)催化劑”、“△H”)。
目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-192.0kJ·mol-1
(2)某條件下,在容積為2.0L的密閉容器中充入0.6molN2(g)和1.60molH2(g),經(jīng)過(guò)2min反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之和的比)為4/7。
①該條件下反應(yīng)合成氨的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)K的表達(dá)式________________。
②反應(yīng)在2min內(nèi)N2的平均反應(yīng)應(yīng)速率為_(kāi)______________。
③該條件下H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______________。
④670K、30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖,下列敘述正確的是________________。
A.a(chǎn)點(diǎn)的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)的大
B.c點(diǎn)處反應(yīng)達(dá)到平衡
C.d點(diǎn)(t1時(shí)刻)和e點(diǎn)(t2時(shí)刻)處n(N2)不一樣
D.其它條件不變,773K下反應(yīng)至t1時(shí)刻,n(H2)比圖中d點(diǎn)的值大
(3)將反應(yīng)得到氨氣液化為液氨,已知液氨中存在著下列平衡:2NH3NH4++NH2-。科學(xué)家在液氨中加入氫氧化銫(CsOH)和特殊的吸水劑,使液氨中的NH4+生成N4分子,請(qǐng)寫出液氨與氫氧化銫反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________。

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科學(xué)家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:N2(g)+ 3H2O(l)  2NH3(g)+ O2(g)。回答下列問(wèn)題:

(1)進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h),則該反應(yīng)的正反應(yīng)為             反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)

T/K

303

313

323

NH3生成量/(10-6 mol)

4.8

5.9

6.0

(2)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議:                                                    

(3)合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)

據(jù)如下:

H2(g) :△H =-285.8 kJ・mol1;

CO(g) : △H =-283.0 kJ・mol1;

CH4(g) :△H =-890.3 kJ・mol1

已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時(shí)放出44.0 kJ熱量。寫出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________________________________。 

(4)有人設(shè)想尋求適合的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl——NH4Cl為電解質(zhì)溶液制成新型燃料電池,請(qǐng)寫出該電極的正極反應(yīng)式                     

(5)生成的NH3可用于制銨態(tài)氮肥,如(NH4)2SO4、NH4Cl,這些肥料顯        性,原因是(用離子方程式表示)___________________________,使用時(shí)避免與________________物質(zhì)合施。              

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科學(xué)家一直致力研究常溫、常壓下“人工圍氮”的新方法.曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫、常壓、學(xué)照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3.進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(光照、N2壓力1.0×105Pa、反應(yīng)時(shí)間3h):
T/K303313323353
NH3生成量/(10-6mol)4.85.96.02.0
相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g)△H=+765.2kJ?mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢.請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議:   
(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g).設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g).反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH2的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為.計(jì)算
①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;
②該條件下反應(yīng)2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù).

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