氨是化学实验室及化工生产中的重要物质,应用广泛.(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+183kJ/mol2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6 kJ/mol4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H=-1164.4kJ/mol则 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表: N2 H2 NH3 投料Ⅰ 1.0m
2019-06-24
氨是化学实验室及化工生产中的重要物质,应用广泛.
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+183kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6 kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H=-1164.4kJ/mol
则 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=___
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表:
| N2 | H2 | NH3 |
投料Ⅰ | 1.0mol/L | 3.0mol/L | 0 |
投料Ⅱ | 0.5mol/L | 1.5mol/L | 1.0mol/L |
①按投料Ⅰ进行反应,测得达到化学平衡状态时H2的转化率为40%,则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为___.
②按投料Ⅱ进行反应,起始时反应进行的方向为___(填“正向”或“逆向”).
③若升高温度,则合成氨反应的化学平衡常数___(填“变大”、“变小”或“不变”).
④L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度.如图1表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系.
ⅰX代表的物理量是___.
ⅱ判断L1、L2的大小关系,L1___L2.(填“>”“<”或“=”)
(3)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意如图2:
①电极b上发生的是___反应(填“氧化”或“还原”)
②写出电极a的电极反应式:___.
优质解答
(1)已知25℃时:①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+183kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol
③4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(l)△H=-1164.4kJ/mol
根据盖斯定律①+②×-×③得,N2(g)+3H2(g)⇌3NH3(g)△H=+183-571.6×+×1164.4=-92.2kJ/mol,故答案为:-92.2KJ/mol;
(2)①因为合成氨反应的平衡常数=生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积,所以N2(g)+3H2(g)⇌3NH3(g)的平衡常数表达式为K=,故答案为:K=;
②按投料Ⅱ将氨气完全转化到右边,则与投料Ⅰ完全相同,为完全等效平衡,所以按投料Ⅱ进行反应平衡时H2的浓度也为3.0mol/L×(1-40%)=1.8mol/L,所以按投料Ⅱ进行反应,起始时反应进行的方向为正向,故答案为:正向;
③由(1)得出合成氨为放热反应,所以升高温度平衡向逆反应方向移动,所以反应的化学平衡常数变小,故答案为:变小;
④i、由图可知,X越大,氢气转化率越低,升高温度平衡向逆反应方向移动,则氢气转化率减小,则X表示温度,故答案为:温度;
ii、由N2(g)+3H2(g)⇌3NH3(g)△H<0,温度高,氢气转化率小,压强大,平衡正向移动,氢气转化率大,图中等温度时L2对应的氢气转化率大,则压强L1<L2,故答案为:L1<L2;
(3)①Pt电子通入氨气生成氮气,说明氨气被氧化,为原电池负极,则b为正极,氧气得电子被还原发生还原反应,故答案为:还原;
②因为a极为负极,负极是氨气发生氧化反应变成氮气,且OH-向a极移动参与反应,故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,
故答案为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.
(1)已知25℃时:①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+183kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol
③4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(l)△H=-1164.4kJ/mol
根据盖斯定律①+②×-×③得,N2(g)+3H2(g)⇌3NH3(g)△H=+183-571.6×+×1164.4=-92.2kJ/mol,故答案为:-92.2KJ/mol;
(2)①因为合成氨反应的平衡常数=生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积,所以N2(g)+3H2(g)⇌3NH3(g)的平衡常数表达式为K=,故答案为:K=;
②按投料Ⅱ将氨气完全转化到右边,则与投料Ⅰ完全相同,为完全等效平衡,所以按投料Ⅱ进行反应平衡时H2的浓度也为3.0mol/L×(1-40%)=1.8mol/L,所以按投料Ⅱ进行反应,起始时反应进行的方向为正向,故答案为:正向;
③由(1)得出合成氨为放热反应,所以升高温度平衡向逆反应方向移动,所以反应的化学平衡常数变小,故答案为:变小;
④i、由图可知,X越大,氢气转化率越低,升高温度平衡向逆反应方向移动,则氢气转化率减小,则X表示温度,故答案为:温度;
ii、由N2(g)+3H2(g)⇌3NH3(g)△H<0,温度高,氢气转化率小,压强大,平衡正向移动,氢气转化率大,图中等温度时L2对应的氢气转化率大,则压强L1<L2,故答案为:L1<L2;
(3)①Pt电子通入氨气生成氮气,说明氨气被氧化,为原电池负极,则b为正极,氧气得电子被还原发生还原反应,故答案为:还原;
②因为a极为负极,负极是氨气发生氧化反应变成氮气,且OH-向a极移动参与反应,故电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,
故答案为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.