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 (14分)氨是重要的化工产品之一,研究合成氨反应具有重要意义。

(1) 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:

 

写出以N2和H2为原料合成NH3的热化学方程式________________________。

(2) 某小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,实验结果如下图所示:

①t1时刻改变的条件为__________________。

②t2时刻,恒压充入氦气,t3时刻达到平衡。在图中画出t2时刻后的速率变化图像。

(3) 相同温度下,A、B、C三个密闭容器,A、B恒容,C带有可自由移动的活塞K,各向其中充入如图所示反应物,初始时控制活塞K使三者体积相等,一段时间后均达到平衡。

①达到平衡时,A、C两个容器中NH3的浓度分别为cl、c2,则c1______c2(填“>”、“<”或“=”)。

②达到平衡时,若A、B两容器中反应物的转化率分别为α(A),α(B),则α(A)+α(B)______1(填“ >”、“<”或“=”)。

③达到平衡时,若容器C的体积是起始时的3/4,则平衡时容器C中H2的体积分数为_______。

(4) 直接供氨式碱性燃料电池(DAFC),以KOH溶液为电解质溶液,其电池反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O,则负极的电极反应式为__________________。

 

【答案】

(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H= -90.8 kJ·mol1(2分)

(2)①升高温度 (2分)

② (2分)

(3)①  <(2分) ② < (2分)    ③50% (2分)

(4)2NH3—6e+6OH=N2+6H2O (2分)

【解析】

试题分析:(1)根据键能关系计算:△H=反应物的键能-生成物的键能=946+436×3-390.8×6=-90.8 kJ·mol1;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H= -90.8 kJ·mol1

(2)①t1时刻正逆反应速率都增大,向逆向移动,则是升高温度;②恒压充入氦气,相当于减压,正逆速率都减小,向逆向移动,如下图

(3)

①A恒容,压强减小,C恒压,所以C中压强大于A, c1<c2

②A中相当于氨气是2mol,B容器中是A中的2倍,压强增大,则反应物的转化率小于A。即1-α(A)>α(B),则α(A)+α(B)<1;

③若容器C的体积是起始时的3/4,则平衡时物质的量是起始时的3/4,

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始(mol)  1    3          0

转化(mol)  x    3x        2x

平衡(mol) 1-x  3-3x        2x

(4-2x)/4=3/4;x=0.5;则H2的体积分数为1.5÷3=50%

(4)电池总反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O,知道正极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH,由总反应减去正极反应,则负极的电极反应式为2NH3—6e+6OH=N2+6H2O。

考点:考查热化学反应方程式书写、化学平衡、燃料电池的书写等。

点评:本题以合成氨为载体,考查了高考的中热点知识:热化学方程式、化学平衡、原电池等知识,综合性强,也是高考的常考内容,平时学习要注意整理这类习题。

 

练习册系列答案
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写出以N2和H2为原料合成NH3的热化学方程式________________________。
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①t1时刻改变的条件为__________________。
②t2时刻,恒压充入氦气,t3时刻达到平衡。在图中画出t2时刻后的速率变化图像。

(3) 相同温度下,A、B、C三个密闭容器,A、B恒容,C带有可自由移动的活塞K,各向其中充入如图所示反应物,初始时控制活塞K使三者体积相等,一段时间后均达到平衡。

①达到平衡时,A、C两个容器中NH3的浓度分别为cl、c2,则c1______c2(填“>”、“<”或“=”)。
②达到平衡时,若A、B两容器中反应物的转化率分别为α(A),α(B),则α(A)+α(B)______1(填“ >”、“<”或“=”)。
③达到平衡时,若容器C的体积是起始时的3/4,则平衡时容器C中H2的体积分数为_______。
(4) 直接供氨式碱性燃料电池(DAFC),以KOH溶液为电解质溶液,其电池反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O,则负极的电极反应式为__________________。

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科目:高中化学 来源:2012届河北省石家庄市高三第二次模拟理科综合化学试卷(带解析) 题型:填空题

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,写出以N2(g)和H2(g)为原料合成NH3(g)的热化学方程式_______________
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①t1时刻改变的条件为__________________
②t2时刻,恒压充入氦气,t3时刻达到平衡。在图中画出t2时刻后的速率变化图像。
(3) 相同温度下,A、B、C三个密闭容器,A、B恒容,C带有可自由移动的活塞K,各向其中充人如图所示反应物,初始时控制活塞K,使三者体积相等,一段时间后均达到平衡。

①达到平衡时,A、C两个容器中NH3的浓度分别为cl、c2,则c1______c2(填“>”、“<”或“=”)。
②达到平衡时,若A、B两容器中反应物的转化率分别为,则______1(填“ >”、“<”或“=”)。
③达到平衡时,若容器C的体积是起始时的,则平衡时容器C中H2的体积分数为_______
(4) 直接供氨式碱性燃料电池(DAFC),以KOH溶液为电解质溶液,其电池反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O,则负极的电极反应式为__________________。

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年山东省文登市高三第二次统考理科综合化学试卷(解析版) 题型:填空题

-甲乙苯()是一种重要的有机原料,用该物质可合成其他物质。

已知:1molD与足量钠反应可生成1mol氢气;

DEF每种分子中均只含有一种含氧官能团。

G是一种有机高分子化合物。

回答下列问题:

1)对-甲乙苯的系统命名为_____________A的结构简式为____________

2A→B的反应类型为___________F中含氧官能团的名称为____________

3C在引发剂的作用下,可生成高分子化合物,该高分子化合物的链节为____________

41molE和足量银氨溶液反应,生成沉淀的物质的量为___________

5D+F→G的化学方程式为_____________________________________________

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年河北省石家庄市高三第二次模拟理科综合化学试卷(解析版) 题型:填空题

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②达到平衡时,若A、B两容器中反应物的转化率分别为,则 ______1(填“ >”、“<”或“=”)。

③达到平衡时,若容器C的体积是起始时的,则平衡时容器C中H2的体积分数为_______

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