(共14分)氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为 。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆 |
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2 |
C.容器内的总压强不再随时间而变化 |
D.混合气体的密度不再随时间变化 |
E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min
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0
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5
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10
|
15
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20
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25
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30
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压强/MPa
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16.80
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14.78
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13.86
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13.27
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12.85
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12.60
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12.60
|
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率= ;该温度下平衡常数K= ;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) ="=" NH2CO2 NH4(s) △H=" —l59.5" kJ/mol
②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ/mol
③H2O(1) ="=" H2O(g) △H=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)