氢气是一种清洁能源,又是合成氨工业的重要原料.

氢气是一种清洁能源,又是合成氨工业的重要原料.
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=206.2kJ•mol-1;CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=247.4kJ•mol-1;甲烷和H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式为______.
(2)工业合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g)f 2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
某温度下,把10mol N2与28mol H2置于容积为10L的密闭容器内,10min时反应达到平衡状态,测得氮气的平衡转化率为60%,则10min内该反应的平均速率v(H2)=______mol•L-1•min-1,则该温度下该反应的平衡常数K=______.欲增大氮气的平衡转化率,可采取的措施有______(写一种措施即可).
(3)如图所示装置工作时均与H2有关.

①图1所示装置中阳极的电极反应式为______.
②图2所示装置中,通入H2的管口是______(选填字母代号).
marsstar 1年前 已收到1个回答 举报

CTWONG 幼苗

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解题思路:(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式的焓变,并书写热化学方程式;
(2)化学反应速率v=[△c/△t]来计算,根据三行式计算化学平衡常数,K=产物平衡浓度系数次幂之积和反应物平衡浓度系数次幂之积的比值,增大氮气的平衡转化率,化学平衡要正向移动;
(3)①阳极上失电子发生氧化反应;
②根据氢氧根离子的移动方向及氢气的反应判断氢气所在的电极.

(1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol-1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=-247.4kJ•mol-1
结合盖斯定律①×2-②得到CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+659.8kJ•mol-1
故答案为:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+659.8kJ•mol-1
(2)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
初始浓度:1 2.80
变化浓度:0.6 1.8 1.2
平衡浓度:0.4 1.0 1.2
则10min内该反应的平均速率v(H2)=[1.8mol/L/10min]=0.18mol/(L•min),K=
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)=
1.22
0.4×1.03=3.6,欲增大氮气的平衡转化率,可以增加氢气的物质的量,或是降低温度等,
故答案为:0.18;3.6;增加氢气的物质的量(降低温度).
(3)①阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子,电极反应式为:MnO42--e-=MnO4-
故答案为:MnO42--e-=MnO4-
②氢氧燃料碱性电池中,氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,图片中氢氧根离子向d电极移动,说明d电极上是氢气.
故答案为:d.

点评:
本题考点: 热化学方程式;化学电源新型电池;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题综合考查学生热化学、电化学、化学反应速率的平衡的计算以及平衡的移动等方面的知识,属于综合知识的考查,难度中等.

1年前

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