(14分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(混有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h):
T/K |
303 |
313 |
323 |
353 |
NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
2.0 |
相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+O2(g) △H=+765.2 kJ/mol (I)
请回答下列问题:
(1)请在方框内的坐标系中,画出反应(I)在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3日生成量的建议: 。
(3)写出工业上用H2和N2直接合成NH3的化学方程式 ,设在2.0 L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总物质的量之比)为4/7。计算该条件下N2的平衡转化率为 ;反应的平衡常数K= (不要求写单位)。
(9分) 如图所示,一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
上述可逆反应正反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。
在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2) =___________________________(用nB、tB表示)。
对处于E点的体系,改变外界条件使平衡向正反应方向移动时,下列有关该体系的说法正确的是______________________(填字母)。
A.H2的转化率一定增大 | B.v正一定增大,v逆一定减小 |
C.CH3OH的质量分数一定增加 | D.v逆一定小于v正 |
CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g);该反应的正反应为吸热反应,请根据题目要求回答下列问题:
(1)在其它条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率 (填“增大”或“减小”或“不变”,下同);在其它条件不变的情况下加压,则正反应速率 。
(2)一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为。
(3)判断该可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)。
A.v正(CH3OH)=v正(CO2) |
B.混合气体的密度不变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不变 |
D.CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 |
已知25℃、101kpa时,一些物质的燃烧热为:
化学式 |
CO(g) |
H2(g) |
CH3OH(l) |
CH4(g) |
△H/(kJ/mol) |
-283.0 |
-285.8 |
-726.5 |
-890.3 |
请回答下列问题。
(1)写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式:。
(2)根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式:CO(g)+ 2H2(g)= CH3OH(l);△H=。
(3)现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),共放出热量3242.5 kJ,则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是:
A.1∶1 | B.1∶3 | C.1∶4 | D.2∶3 |
氨气是氮循环中的重要物质,在人类的生产和生活中有着广泛的应用。
(1)上图是N2与H2反应过程中能量变化的示意图,则该反应生成液态氨的热化学方程式是______________________。
(2).若由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ/mol的热量。从手册上查出N≡N键的键能是948.9kJ/mol,H-H键的键能是436. 0kJ/mol,则N-H键的键能是________ kJ/mol。
分子式为C2H6O的化合物A具有如下性质:
(1)根据上述信息,对该化合物可作出的判断是。
A.一定含有—OH | B.一定含有—COOH | C.A为乙醇 | D.A为乙酸(2)含A的体积分数为75%的水溶液可以用作。 |
(3)A与钠反应的化学方程式:。
(4)A可由含淀粉[(C6H10O5)n]的农产品如玉米、小麦、薯类等经发酵、蒸馏而得。请写出由淀粉制A的化学方程式:。