对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义.(1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化

2025-03-22 06:59:12
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回答1:

(1)①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1
③N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1
依据盖斯定律②×3-③×2+①×2得到:4NH3(g)+5O2(g)
 催化剂 
 
4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ?mol-1
故答案为:4NH3(g)+5O2(g)
 催化剂 
 
4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ?mol-1
(2)①一定温度下,将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中,依据图象分析可知,平衡状态氮气物质的量为0.4mol,一氧化碳物质的量为1.6mol;依据化学平衡三段式列式计算;
            2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 2.8     2.4       0       0
变化量(mol) 0.8     0.8       0.4     0.8
平衡量(mol) 2      1.6        0.4     0.4
N0的平衡转化率=
0.8mol
2.8mol
×100%=28.6%;
0~20min平均反应速率v(NO)=
0.8mol
2L
20min
=0.02 mol?L-1?min-1
K=
(
0.4
2
)2×
0.4
2
(
2
2
)2×(
1.6
2
)2
=0.0125
应温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,
 2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)
 2    1.6+0.8=2.4  0.8+0.4=1.2  0.4
Q=
(
0.4
2
)2×
1.2
2
(
2
2
)2×(
2.4
2
)2
=0.017>K,平衡左移;
故答案为:28.6%; 0.02 mol?L-1?min-1;向左;
②2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H<0,反应是气体体积减小的放热反应;图象中X随Y增大而增大;
a、平衡常数随温度变化,不随压强变化,故a不符合;
b、温度升高,平衡逆向进行,一氧化碳难度中等,故b符合
c、温度升高,平衡逆向进行,氮气含量减小,故c不符合;
d、催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,转化率不变,故d不符合;
故答案为:b;
(3)以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池,氮气在正极得到电子发生还原反应,电极反应为N2+8H++6e-═2NH4+
a.放电过程中,负极电极反应为:H2-2e-=2H+,正极电极反应N2+8H++6e-═2NH4+,依据电子守恒可知过程中消耗氢离子,电解质溶液PH升高,故a错误;
b.正极生成铵根离子,溶液中的NH4Cl浓度增大,但Cl-离子浓度不变,故b正确;
c.每转移6.02×1023个电子,即为1mol,电极反应物被氧化的是氢气,依据电子守恒计算氢气被氧化的物质的量为0.5mol,则有标准状况下11.2L,故c正确;
d.原电池工作过程中消耗电解质,为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液,故正确;
故答案为:N2+8H++6e-═2NH4+; bcd