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(Ⅰ)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其部分工艺流程如下:






回答下列问题:
⑴已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g);△H=180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ;△H=-905kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;△H=-483.6kJ/mol
则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=_________________。
(2)假如该厂生产的氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH_________14-a,此时c(NH4+)________c(Cl-)(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ:(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa
时,16.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量312kJ,写出表示N2H4燃烧热的热化学方程式是                      。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:


 
正极的电极反应式是                           。

负极的电极反应式                             。
(3)右图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是                     。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,
铜片的质量变化128g,则肼一空气燃料电池理论
上消耗标准状况下的空气              L
(假设空气中氧气体积含量为20%)

(Ⅰ)(1)-92.4kJ/mol
(2)小于  等于
 
Ⅱ:(1) N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+H2O(l);△H="-624kJ/mol                     "
(2)  O2+4e-+2H2O=4OH-   , N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O             
(3)  Cu2+ + 2e -=" Cu    " ,       112    

(Ⅰ)根据盖斯定律可得:热化学反应方程式N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=180.5kJ/mol+[-(-905kJ/mol×1/2)]+[-483.6kJ/mol×3/2]=-92.4kJ/mol
(2)当盐酸的pH=14-a时,它与等体积的氨水发生中和反应,溶液一定呈碱性,因氨水的量明显要过剩。现在要求二者中和反应后,混合液呈现中性,则盐酸的浓度要大一点,故溶液的PH小于14-a;根据电荷守恒可知。c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-),现溶液呈中性,故c(H+)=c(OH-),得c(Cl-)=c(NH4+)。
(Ⅱ)(1)由16.0gN2H4完全燃烧放出热量312kJ,可求出1mol肼完全燃烧所放出的热量为624k,故表示它的燃烧热的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+H2O(l);△H="-624kJ/mol"
(2)由肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池可知,正极反应为 O2+4e-+2H2O=4OH-,负极反应可用总电极反应式减去正极反应式(电量守恒时),可得负极反应式为 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 。
(3)铜的质量变化为128g,由Cu-2e-=Cu2+,可知在电路中通过的电量为128g/64g.mol-1×2=4mole-,根据电量守恒,现电量由反应式 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+H2O(l)提供,故可得消耗1molO2(g),空气为5V(O2)=5×22.4L=112L。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(12分)工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。图1表示反应进行过程中能量的变化(曲线a未使用催化剂,曲线b使用催化剂),图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。

(1)下列说法正确的是______________
A.反应进行到3min时达到化学平衡状态
B.是否使用催化剂对反应前后的能量变化没有影响
C.当反应物消耗量一定时,若反应生成液态甲醇,能量变化值会更大
D.平衡时氢气的浓度为1mol/L
(2)从反应开始到平衡状态,用CO浓度变化表示的反应速率为_______________,H2的转化率为______________。
(3)当有0.25mol CH3OH生成时会__________(填吸收或放出)___________kJ的热量。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题

(6分)将1 mol I2(g)和2 mol H2置于某2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g)ΔH<0,并达到平衡。HI的体积分数w(HI)随时间t变化如图曲线(Ⅰ)所示。
(1)达到平衡时,I2(g)的物质的量浓度为______________mol·L-1。
(2)若改变反应条件,在甲条件下w(HI)的变化如图曲线(Ⅱ)所示,在乙条件下w(HI)的变化如图曲线(Ⅲ)所示。则甲条件可能是______________,乙条件可能是______________。(填入下列条件的序号)

①恒容条件下,升高温度 ②恒容条件下,降低温度 ③恒温条件下,缩小反应容器体积 ④恒温条件下,扩大反应容器体积 ⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂
(3)若保持温度不变,在另一相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g),b mol H2(g)和c molHI(g)(a、b、c均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.60,则a、b、c的关系是_____________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到限度的标志是(   )
A.单位时间内生成n mol A2同时生成n mol AB
B.容器内的总物质的量不随时间变化
C.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2
D.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol B2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题

(8分)一定温度下,向装有固体催化剂且容积不变的密闭容器中通入1 mol N2和4 mol H2,使之发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
平衡时容器内气体压强为起始时的80%。
(1)通入1 mol N2和4 mol H2,达到平衡时,放出的热量为__________。
(2)保持同一反应温度,在相同的容器中,将起始物质的量改为a mol N2、b mol H2、c mol NH3。
①达到相同的平衡时,(1)与(2)放出的热量值__________ (填序号)。
A.一定相等B.前者一定小
C.前者大于或等于后者D.不能确定
②a、b、c必须满足的关系是(一个用a、c表示,另一个用b、c表示)___________,___________。
③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行,a的取值范围是__________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N2和1g H2,乙容器中充入2g N2和2g H2。下列叙述中,错误的是(    )
A.化学反应速率:乙>甲B.平衡后N2的浓度:乙>甲
C.H2的转化率:乙>甲D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

一带有活塞的密封容器中盛有A、B组成的混合气体,在通常条件下,从状态I反应到状态II时,气体体积(V)与气体压强(P)的变化曲线如图所示。

 则反应:A(g)+B(g)="2C(g)"
 A.是放热反应       B.反应后气体总分子数增多
 C.是吸热反应    D.反应物具有的总能量等于生成物具有的总能量

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列变化过程中,熵在减小(即△S<O)的是(     )

高温

 
A.B.══

C.══D.══

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为(    )
A.B.
C.D.

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