利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产.请回答下列问题:
18.已知:N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
若有17 g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为 .
19.某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应的影响.
实验结果如图所示:
(图中T表示温度,n表示物质的量)
①图像中T2和T1的关系是:T2 T1(填“高于”、“低于”、“等于”“无法确定”)
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2 的转化率最高的是 (填字母).
③在起始体系中加入N2的物质的量为 mol时,反应后氨的百分含量最大; 若容器容积为1L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2), 反应的平衡常数K= .
20.N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
则500s内NO2的平均生成速率为 .
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2.
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式 .
在电解池中生成N2O5的电极反应式为 .
18. 氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定,其中属于固氮作用的一步是__________(填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是_________(填字母序号)。
a. 海洋中存在游离态的氮
b. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d. 向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量
(3)有氧时,在硝化细菌作用下,NH4+可实现过程④的转化,将过程④的离子方程式补充完整:
NH4+ + 5O2 === 2NO2- + H+ +_________+_________
(4)有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响,下表为对10 L人工海水样本的监测数据:
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是_________,在最佳反应温度时,48 h内去除氨氮
反应的平均速率是_________mg·L-1·h-1。
(5)为了避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响,需经处理后排放。下图是间接氧化工业废水中氨氮(NH4+)的示意图。
① 结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理:_________________。
② 若生成H2和N2的物质的量之比为3:1,则处理后废水的pH
将_________(填“增大”、“不变”或“减小”),请简述理由:__________________。
6.下列关于氮的固定的说法错误的是
9.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
226.3 kJ
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol ①
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol ②
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol ③
由盖斯定律①×2-②×2+③×3得:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=905.2kJ/mol;
则17g 即1mol氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为1/4×905.2kJ=226.3 kJ,
故答案为:226.3 kJ;
根据盖斯定律来求反应的焓变,然后根据反应放出的热量与物质的量成正比;
①根据温度升高化学平衡向着吸热方向进行;
②根据增加氢气的物质的量化学平衡向着正反应方向移动;
③根据a、b、c三点所表示的意义来回答;
④根据反应物的物质的量之比为等于化学计量数之比时,达平衡状态时生成物的百分含量最大;根据化学平衡状态是反应物的转化率最大、生成物的产率最大来回答;先求出各自的平衡浓度,然后根据平衡常数的概念来回答;
⑤根据该反应为放热反应,温度升高,平衡向吸热的方向移动,平衡逆向移动,平衡常数减少;
1、根据温度升高化学平衡向着吸热方向进行
2、根据反应物的物质的量之比为等于化学计量数之比时,达平衡状态时生成物的百分含量最大。
① 低于 ② c ③ n/3 ; 2.08
①反应为放热反应,温度升高化学平衡向着吸热方向进行,从T1到T2反应物氮气的量增加,故T1<T2,故答案为:低于;
②b点代表平衡状态,c点又加入了氢气,故平衡向右移动,氮气的转化率增大,故答案为:c;
③当氮气和氢气的物质的量之比为1:3时达平衡状态时氨的百分含量最大,平衡点时产物的产率最大,据图示,当平衡时氢气的物质的量为n,故加入N2的物质的量为n/3,当n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,故起始氮气浓度为1,mol/l,变化的氢气浓度为1.8mol/l,变化的氮气浓度为0.6mol/l,平衡时氮气、氢气、氨气的浓度分别是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l,据K===2.08,
本题主要考查了热化学方程式;化学平衡建立的过程;化学平衡的调控作用。
根据盖斯定律来求反应的焓变,然后根据反应放出的热量与物质的量成正比;
①根据温度升高化学平衡向着吸热方向进行;
②根据增加氢气的物质的量化学平衡向着正反应方向移动;
③根据a、b、c三点所表示的意义来回答;
④根据反应物的物质的量之比为等于化学计量数之比时,达平衡状态时生成物的百分含量最大;根据化学平衡状态是反应物的转化率最大、生成物的产率最大来回答;先求出各自的平衡浓度,然后根据平衡常数的概念来回答;
⑤根据该反应为放热反应,温度升高,平衡向吸热的方向移动,平衡逆向移动,平衡常数减少;
1、根据温度升高化学平衡向着吸热方向进行
2、根据反应物的物质的量之比为等于化学计量数之比时,达平衡状态时生成物的百分含量最大。
①0.00592 mol•L-1•s-1
② H2 + CO32--2e- = CO2 + H2O
阳极:N2O4 + 2HNO3 - 2e— = 2N2O5 + 2H+
①500s,c(N2O5)变化量为5.00-3.52=1.48mol/L,则v(N2O5)=1.48mol/L /500s=0.00296mol·L-1·s-1,由速率之比等于化学计量数之比可知,v(NO2)=0.00296mol·L-1·s-1×2=0.00592 mol·L-1·s-1;
②氢氧燃料电池中,氢气做负极,发生失电子成为氢离子的反应,在熔融碳酸盐碳酸钠的作用下,电极反应为:H2 + CO32--2e- = CO2 + H2O;电 解 池 中阳极为与氧气连接的电极,则阳极的反应为N2O4失去电子生成N2O5,电解质为无水硝酸,则电极反应式为N2O4 + 2HNO3 - 2e— = 2N2O5 + 2H+,故答案为① 0.00592 mol•L-1•s-1 ;② H2 + CO
根据盖斯定律来求反应的焓变,然后根据反应放出的热量与物质的量成正比;
①根据温度升高化学平衡向着吸热方向进行;
②根据增加氢气的物质的量化学平衡向着正反应方向移动;
③根据a、b、c三点所表示的意义来回答;
④根据反应物的物质的量之比为等于化学计量数之比时,达平衡状态时生成物的百分含量最大;根据化学平衡状态是反应物的转化率最大、生成物的产率最大来回答;先求出各自的平衡浓度,然后根据平衡常数的概念来回答;
⑤根据该反应为放热反应,温度升高,平衡向吸热的方向移动,平衡逆向移动,平衡常数减少;
1、根据温度升高化学平衡向着吸热方向进行
2、根据反应物的物质的量之比为等于化学计量数之比时,达平衡状态时生成物的百分含量最大。