问题标题:
【氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料,合成搭中每生产1molNH3,放出46.2KJ热量.(1)工业上合成氨的热化学方程式是___,断裂1molN≡N键需要能量___KJ(2)我国合成氨工业目前的生产条件为:】
问题描述:
氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料,合成搭中每生产1molNH3,放出46.2KJ热量.
(1)工业上合成氨的热化学方程式是___,断裂1molN≡N键需要能量___KJ
(2)我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂:铁触媒,温度400℃~500℃,压强:30MPa~50MPa.从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400℃~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的活性,原因之二是___;
(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造新型燃烧电池.请写出该电池的总反应式___.负极的电极方程式:___.
刘洪和回答:
(1)1molNH3,放出46.2KJ热量,则合成塔中每生成2molNH3,放出92.4kJ热量,依据热化学方程式写出,标注物质聚集状态和对应反应放出的热量写出热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,3H2+N2⇌2NH3,反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436+1mol N≡N键能-6×N-H键键能=-92.4,由图知N-H键键能=391KJ,所以断裂1mol N≡N键需要能量是946KJ,
故答案为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol;946;
(2)合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,反应物气体的化学计量数大于生成物气体的化学计量数,则加压有利于平衡正向移动,提高原料气的转化率,升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动,但能增大反应速率,缩短达到平衡的时间.
故答案为:增加反应速率,缩短达到平衡的时间;
(3)总的反应氮气与氢在氯化氢氛围生成氯化铵,所以总的电池反应式为:N2+3H2+2HCl=2NH4Cl,负极发生氧化反应,氢气放电生成氢离子,负极电极反应式为H2-2e-=2H+,
故答案为:N2+3H2+2HCl=2NH4Cl;H2-2e-=2H+.
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