合成氨工业的部分工艺流程如下图所示:

合成氨工业的部分工艺流程如下图所示:

请你回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g);△H=180.5kJ•mol-1
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g);△H=-483.6kJ•mol-1
则N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的△H=______.
(2)改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是______.
A.增大压强B.降低温度C.使用催化剂D.增大反应物的浓度
(3)在一定条件下,将2molN2与5molH2混合于一个10L的密闭容器中,反应情况如图1所示:

①求5min内的平均反应速率v(NH3)=______
②达到平衡时NH3的体积分数为______%
(4)近年来科学家提出了电解合成氨的方法:采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了高转化率的电解法合成氨(装置如图2)
请回答:钯电极A是电解池的______极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是______.
zouliangredapple 1年前 已收到1个回答 举报

暗恋失败 幼苗

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解题思路:(1)根据盖斯定律来计算反应的焓变;
(2)根据化学平衡移动原理以及平衡常数只受温度影响来回答;
(3)根据化学方程式利用”三行计算法“来计算;
(4)根据电解池的工作原理:阳离子移向阴极,阴极上发生得电子的还原反应来回答.

(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=180.5kJ•mol-1
②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-483.6kJ•mol-1
则反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)等于①+③×[3/2]-②×
1
2,所以△H=△H1+△H3×[3/2]-[1/2]△H2=-92.4kJ•mol-1
故答案为:-92.4kJ•mol-1
(2)平衡常数只受温度影响,平衡常数不变说明温度不变,所以B错误,使用催化剂只能改变反应速率,不会引起反应的移动,故C错误,根据平衡移动原理,增大压强和增大反应物的浓度均能使平衡正向移动,故答案为:AD;
(3)①设5min内生成氨气的物质的量浓度为x,则
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
初始浓度:0.2 0.5 0
变化浓度:0.5x 1.5x x
平衡浓度:0.2-0.5x 0.5-1.5x x
则:根据题意x=0.2(mol/L)
所以5min内的平均反应速率v(NH3)=[0.2mol/L/5min]=0.04mol/(L•min),故答案为:0.04mol/(L•min);
②达到平衡时NH3的体积分数=[0.2/0.5]×100%=40%,故答案为:40%;
(4)根据图示信息,阳离子移向阴极,可知钯电极是阴极,阴极发生得电子的还原反应,即N2+6e-+6H+=2NH3,故答案为:阴;N2+6e-+6H+=2NH3

点评:
本题考点: 工业合成氨;用盖斯定律进行有关反应热的计算;原电池和电解池的工作原理;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.

考点点评: 本题是一道化学和工业生产联系的题目,要求学生熟记教材知识,培养自己分析和解决问题的能力,难度较大.

1年前

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