16.氨對人類的生存和發(fā)展有著重要意義,1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應(yīng)合成氨,實現(xiàn)了人工固氮。
Ⅰ.(1)在一定條件下氨的平衡含量如表:
溫度/℃ |
壓強/MPa |
氨的平衡含量 |
200 |
10 |
81.5% |
550 |
10 |
8.25% |
①該反應(yīng)為
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②哈伯選用的條件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,主要的原因是
。
(2)實驗室研究是工業(yè)生產(chǎn)的基石。如圖中的實驗數(shù)據(jù)是在其它條件不變時,不同溫度(200℃、400℃、600℃)、壓強下,平衡混合物中NH
3的物質(zhì)的量分數(shù)的變化情況。
①曲線a對應(yīng)的溫度是
。
②M、N、Q點平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是
。
Ⅱ.NH
3轉(zhuǎn)化為NO是工業(yè)制取硝酸的重要一步,已知:100kPa、298K時:
4NH
3(g)+3O
2(g)?2N
2(g)+6H
2O(g) ΔH=-1268kJ?mol
-12NO(g)?N
2(g)+O
2(g) ΔH=-180.5kJ?mol
-1(3)請寫出NH
3轉(zhuǎn)化為NO的熱化學方程式
。
(4)氮及其化合物在催化劑a和催化劑b轉(zhuǎn)化過程如圖所示,下列分析合理的是
。
A.催化劑a表面發(fā)生了非極性共價鍵的斷裂和極性共價鍵的形成
B.N
2與H
2反應(yīng)屬于氮的固定過程
C.在催化劑b表面形成氮氧鍵時不涉及電子轉(zhuǎn)移
(5)某興趣小組對反應(yīng)2NH
3(g)?N
2(g)+3H
2(g)進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下,將0.1molNH
3通入3L的密閉容器中進行反應(yīng)(此時容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。
①若保持容器體積不變,t
1時反應(yīng)達到平衡,用H
2的濃度變化表示0~t
1時間內(nèi)的反應(yīng)速率v(H
2)=
mol?L
-1?min
-1(用含t
1的代數(shù)式表示);
②t
2時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變,圖中能正確表示壓縮后N
2分壓變化趨勢的曲線是
(用圖中a、b、c、d表示)。