在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生下列反應(yīng):
2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) ΔH= a kJ·mol-1
上述反應(yīng)NH3生成量與溫度的關(guān)系,常壓下達(dá)到平衡時(shí)測得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
溫度 T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6 mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
(1)此合成反應(yīng)的a 0 (填“>”、“<”或“=”)。
(2)用水稀釋0.1 mol·L-1氨水(設(shè)稀釋時(shí)溶液溫度不變),則溶液中隨著水量的增加而減小的是下列的 (填序號):
A.c(NH3·H2O) B. C.c(H+)·c(OH-) D.
(3)工業(yè)用氨制取硝酸的氧化反應(yīng)為:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,若起始的物質(zhì)的量相同,則下列關(guān)系圖正確的是________(填序號):
A B C D
(4)在1L容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表:
時(shí)間/濃度 |
c(NH3) (mol/L) |
c(O2 ) (mol/L) |
c(NO) (mol/L) |
起始 |
0.8000 |
1.600 |
0.000 |
第4 min |
0.3000 |
0.9750 |
0.5000 |
第6 min |
0.3000 |
0.9750 |
0.5000 |
第8 min |
0.7000 |
1.475 |
0.1000 |
反應(yīng)在第6 min到8min時(shí)改變了條件,改變的條件可能是___________________;在該條件下,平衡向_______移動(dòng)(填“左”或“右”)。
(1)(1分) > (2)(2分) AD (3)(2分)BD
(4)(3分)升高溫度(或增大壓強(qiáng),2分) 左 (1分)
【解析】
試題分析:(1)從表中可以看出,隨著溫度的升高,平衡常數(shù)越來越大,說明反應(yīng)正向進(jìn)行,依據(jù)平衡移動(dòng)原理,可知正向是吸熱的方向,也就是說a>0 ;(2)加水稀釋,這個(gè)平衡中所涉及到的所有的物質(zhì)的濃度都減小,盡管平衡正向移動(dòng),但濃度減小是主要的,移動(dòng)只是減弱這種改變,但不能消除,因此選AD。 (3)A、升高溫度,平衡逆向移動(dòng),氨的含量增加,錯(cuò)誤;B、正確;C、升高溫度,平衡逆向移動(dòng),水的含量減小,錯(cuò)誤;D、正確。
考點(diǎn):考查平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2 kJ·mol-1
回答下列問題:
(1) 與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請?zhí)岢鰞蓷l可提高其反應(yīng)速率且增大NH3生成量的建議:
。
(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為。計(jì)算:
①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;
②該條件下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)。
(要求寫出計(jì)算過程)
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