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填空题 (15分)含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
(1)目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式: 。
②实验室模拟合成氨,在2L密闭容器中投入1molN2和3mol H2,容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min,NH3的平均速率为 ;达平衡时,N2的转化率为 。

③若在②达平衡后,保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,再达平衡时,N2的体积分数将 ,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道:在常温常压条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水反应,生成NH3和一种单质。进一步研究NH3生成量与温度关系,部分实验数据如下(反应时间3h,其余条件一样)
T/℃
| 30
| 40
| 50
|
NH3生成量/10-6mol
| 4.8
| 5.9
| 6.0
|
①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式: _此反应△H 0(填“>”、“<”或“=)。
②该反应中的催化剂TiO2的制取方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。写出TiCl4水解的化学方程式: 。
③在上述固氮过程中,除加入催化剂外,能提高生产速率,但不降低产率的措施还可以是 。
A.适当升高温度 B.将氨气液化分离
C.增大反应物N2的浓度 D.增大压强
填空题 (15分)含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
(1)目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式: 。
②实验室模拟合成氨,在2L密闭容器中投入1molN2和3mol H2,容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min,NH3的平均速率为 ;达平衡时,N2的转化率为 。

③若在②达平衡后,保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,再达平衡时,N2的体积分数将 ,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道:在常温常压条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水反应,生成NH3和一种单质。进一步研究NH3生成量与温度关系,部分实验数据如下(反应时间3h,其余条件一样)
T/℃
| 30
| 40
| 50
|
NH3生成量/10-6mol
| 4.8
| 5.9
| 6.0
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①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式: _此反应△H 0(填“>”、“<”或“=)。
②该反应中的催化剂TiO2的制取方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。写出TiCl4水解的化学方程式: 。
③在上述固氮过程中,除加入催化剂外,能提高生产速率,但不降低产率的措施还可以是 。
A.适当升高温度 B.将氨气液化分离
C.增大反应物N2的浓度 D.增大压强
本题答案:(1)①N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol ;
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
起始量 1 3 0
变化量 n 3n 2n
平衡量 1-n 3-3n 2n
平衡时氨气的百分含量为25%,所以[2n/(4-2n)]×100%=25% 解得n=0.4
NH3的平均速率为0.8/(2×10)=" 0.04mol/(L·min)" ;达平衡时,N2的转化率为(0.4/1) ×100%=40%;
③保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,相当于减小压强,平衡逆向移动,再达平衡时,N2的体积分数将增大,温度不变,平衡常数不变;
(2)①根据题给信息可知,反应物为N2和H2O,生成物为氨气和氧气,所以化学方程式为:2N2 +6H2O =4NH3 + 3O2,△H > 0;②TiCl4水解生成TiO2,TiCl4水解的化学方程式为TiCl4 + 2H2O
TiO2 +4HCl;③A.适当升高温度,平衡右移,速率加快,符合;B.将氨气液化分离,平衡右移,速率减慢,不符;C.增大反应物N2的浓度,平衡右移,速率加快,符合;D.增大压强,平衡左移,速率加快,不符;选AC。
考点:考查热化学方程式的书写,化学反应速率的计算,影响平衡的因素。
本题所属考点:【影响化学反应速率的因素】
本题难易程度:【困难】
He knows the water the best who has waded through it. 要知水深浅,须问过河人.