题型:填空题 题类:常考题 难易度:普通
人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程.
Ⅰ.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率.
总反应式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入 极(填“阴”或“阳”);向另一电极通入N2 , 该电极的反应式为 .
Ⅱ.据报道,在一定条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,主要产物为NH3 , 相应的反应方程式为:2N2(g)+6H2O(g)═4NH3(g)+3O2(g),△H=Q.
(1)上述反应的平衡常数表达式为 .
(2)取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入体积相同的恒玉密闭容器中,在温度不相同的情况下发生反应,反应相同时间后,测得氮气的体积分数φ(N2)与反应温度T的关系曲线如图(1)所示,则上述反应的Q 0(填“>”、“<”或“=”).
(3)若上述反应在有催化剂的情况下发生,则如图(2)所示的a、b、c、d四条曲线中,能表示反应体系能量变化的是 (选填字母代号),图(2)中△H的绝对值为1530kJ•mol﹣1 .
Ⅲ.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣93.0kJ•mol﹣1 .
回答下列问题:
(1)结合Ⅱ中的数据,则:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的△H= .
(2)在一定温度下,将1mol N2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol.
①达平衡时,H2的转化率α1= .
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2 , 当α1+α2=1时,则起始时NH3的物质的量n(NH3) mol.
大气固氮和合成氨是周氮的重要形式.下表是大气固氮和合成氨的部分K值:
N2+O2═2NO | N2+3H22NH3 | |||
温度 | 25℃ | 2000℃ | 25℃ | 400℃ |
平衡常数K | 3.84×10﹣31 | 0.1 | 5×108 | 200 |
(1)大气固氮是{#blank#}1{#/blank#}(“吸热”、“放热”)反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是{#blank#}2{#/blank#} .
(2)工业合成氨原料气的制备主要方法如下:
(1)以空气为原料制备N2 , 其方法是{#blank#}3{#/blank#} .
(2)以焦炭和水为原料制备H2 , 反应原理为{#blank#}4{#/blank#} 、{#blank#}5{#/blank#} .
H2中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收,以防止合成氨时催化剂中毒:CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq)═Cu(NH3)2AC•CO(aq)+Q(Q>0);要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可{#blank#}6{#/blank#} (“升”“降”)温、{#blank#}7{#/blank#} (“增”“降”)压.
(3)液氨和水类似,也能自离解(电离):NH3+NH3═NH4++NH2﹣ .
①液氨的离子积可以表示为{#blank#}8{#/blank#} .
②25℃时,液氨的离子积K=1.0×10﹣30 . 若将NaNH2固体加入液氨中,则所得溶液中不存在的关系式是(设温度保持不变){#blank#}9{#/blank#} (选填编号)
a.c(Na+)=c(NH2﹣) b.c(NH4+)•c(NH2﹣)=1.0×10﹣30 c.c(NH2﹣)>c(NH4+)
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为 {#blank#}10{#/blank#} .
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