問題詳情:
工業合成氨與製備**一般可連續生產,流程如圖所示:
(1)工業生產時,製取*氣的一個反應為:CO+H2O(g)CO2+H2
T℃時,往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣。反應建立平衡後,體系中c(H2)=0.12mol·L-1。該温度下此反應的平衡常數K=_____(填計算結果)。
(2)合成塔中發生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0。下表為不同温度下該反應的平衡常數。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以鐵作催化劑從145℃就開始反應,不同温度下NH3的產率如圖所示。温度高於900℃時,NH3產率下降的原因是
(4)**廠的尾氣直接排放將污染空氣,目前科學家探索利用燃料氣體中的**等將氮氧化物還原為氮氣和水,其反應機理為:
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
則**直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為:
(5)氨氣在純氧中燃燒,生成一種單質和水。科學家利用此原理,設計成氨氣-氧氣燃料電池,則通入氨氣的電極鹼*條件下發生反應的電極反應式為
。
【回答】
【知識點】化學平衡G2G3G5F3F2
【*解析】(1)1(2分); (2)< (2分)
(3)温度高於時,平衡向左移動(2分) (4) (2分)
(5) 分)
解析:⑴解:①CO+H2O(g)CO2 +H2 初始:0.2 0.3 0 0 變化:0.12 0.12 0.12 0.12 平衡:0.08 0.18 0.12 0.12,則K==1。
⑵對於放熱反應,升高温度,則化學平衡逆向移動,導致平衡常數減小,所以T1<573K。
⑶對於放熱反應,升高温度,則化學平衡逆向移動,所以氨氣的產率減小。
⑷根據蓋斯定律兩式相加除以2得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H= -867kJ·mol-1
⑸根據題意通入氨氣的電極是負極,發生氧化反應生成氮氣和水,即
2NH3-6e-+6OH-=N2+H2O
【思路點撥】蓋斯定律的應用:找出目標反應的物質在所給反應中是在反應物還是在生成物中,然後可像數學運算一樣採取加減乘除的方法求解目標反應方程式,如本題的目標反應的CH4、NO2在第一個反應的反應物中,因此兩式相加。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:填空題