问题详情:
工业合成氨与制备**一般可连续生产,流程如图所示:
(1)工业生产时,制取*气的一个反应为:CO+H2O(g)CO2+H2
T℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=_____(填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____573K(填“>”、“<”或“=”)。
T/℃ | T1 | 300 | T2 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
(3)N2和H2以铁作催化剂从145℃就开始反应,不同温度下NH3的产率如图所示。温度高于900℃时,NH3产率下降的原因是
(4)**厂的尾气直接排放将污染空气,目前科学家探索利用燃料气体中的**等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2=(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-1160kJ·mol-1
则**直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:
(5)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水。科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极碱*条件下发生反应的电极反应式为
。
【回答】
【知识点】化学平衡G2G3G5F3F2
【*解析】(1)1(2分); (2)< (2分)
(3)温度高于时,平衡向左移动(2分) (4) (2分)
(5) 分)
解析:⑴解:①CO+H2O(g)CO2 +H2 初始:0.2 0.3 0 0 变化:0.12 0.12 0.12 0.12 平衡:0.08 0.18 0.12 0.12,则K==1。
⑵对于放热反应,升高温度,则化学平衡逆向移动,导致平衡常数减小,所以T1<573K。
⑶对于放热反应,升高温度,则化学平衡逆向移动,所以氨气的产率减小。
⑷根据盖斯定律两式相加除以2得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H= -867kJ·mol-1
⑸根据题意通入氨气的电极是负极,发生氧化反应生成氮气和水,即
2NH3-6e-+6OH-=N2+H2O
【思路点拨】盖斯定律的应用:找出目标反应的物质在所给反应中是在反应物还是在生成物中,然后可像数学运算一样采取加减乘除的方法求解目标反应方程式,如本题的目标反应的CH4、NO2在第一个反应的反应物中,因此两式相加。
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:填空题