问题标题:
氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.(1)下表列举了不同温度下大气固氮的部分K值.反应大气固氮N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)温度/℃272000K3.84×10-310.1
问题描述:
氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮的部分K值.
温度/℃ | 27 | 2000 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 |
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因___.
(2)工业固氮反应是:N2 (g)+3H2 (g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.在相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中可发生上述可逆反应,测得反应的有关数据如下:
N2 | H2 | NH3 | ||
a | 1 | 3 | 0 | 放热23.1kJ |
b | 0.6 | 1.8 | 0.8 | 吸热Q kJ |
②容器b达平衡时NH3的平衡浓度c(NH3)=___.
③下列叙述正确的是___.
A.容器a达平衡时NH3的物质的量是0.5mol
B.容器b开始是向合成氨的逆反应方向进行
C.若容器a体积变为0.2L,则达平衡时放出的热量小于23.1kJ
D.不能利用已知数据计算容器b的平衡常数
(3)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(1)⇌4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=___.
(已知:N2 (g)+3H2 (g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1)
韩丽辉回答:
(1)①由表格数据可知,温度越高,K越大,说明升高温度,平衡正移,则正反应方向为吸热反应,故答案为:吸热;
②由表格数据可知,2000℃时,K=0.1,K值很小,则转化率很小,不适合大规模生产,所以人类不适合大规模模拟大气固氮,
故答案为:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产;
(2)从等效平衡的角度分析,0.6molN2、1.8molH2和0.8molNH3相当1molN2、3molH2,在相同条件下处于相同平衡状态,所以平衡时两个容器内N2的平衡浓度c(N2)和NH3的平衡浓度c(NH3)相等;
则 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
初始:1 3 0 92.4kJ
变化:0.25 0.75 0.5 23.1kJ
平衡:0.75 2.25 0.5
①所以容器a达平衡时N2的平衡浓度c(N2)=0.75mol0.25L
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