1. 合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大。合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。回答下列问题:
(1) 已知断开1mol化学键所吸收的能量如下:H-H436kJ,N-H391kJ,N≡N946kJ。则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应中生成17gNH3(填“吸收”或“放出”)kJ热量。
(2) 恒温下,将6molN2与17molH2的混合气体通入2L的恒容密闭容器中,进行合成氨反应,当反应进行到5s时,有0.1molNH3生成。

①0~5s内用H2表示该反应的平均反应速率v(H2)=mol•L-1•min-1

②再经一段时间后反应达到平衡,此时混合气体总物质的量为13mol,则平衡时NH3的物质的量为mol。

③下列可以说明该反应达到平衡状态的是(填标号)。

A.c(N2):c(NH3)=1:2

B.3v(H2)=2v(NH3)

C.容器内气体的密度不再变化

D.混合气体的摩尔质量不再变化

E.单位时间内断开3molH-H的同时,断开6molN-H键

(3) KMnO4是实验室中常用的一种试剂。回答下列问题:

在酸性高锰酸钾溶液中滴加过量的草酸(H2C2O4)溶液,振荡,溶液紫色褪去,同时产生能使带火星的木条熄灭的气体,发生的离子反应方程式为,若将该反应设计成原电池,则正极反应式为:

(4) 为了探究外界条件对化学反应速率的影响,设计如表方案:                                                                                                                                                                                                                                                                  

实验

0.1mol/L

KMnO4/mL

0.5mol/L

H2C2O4/mL

0.1mol/L

H2SO4/mL

水浴温度/℃

蒸馏水/mL

褪色时间/min

5.0

15.0

5.0

35

0

t1

5.0

10.0

5.0

35

5.0

t2

5.0

15.0

3.0

35

V

t3

①V=

②利用实验Ⅲ中数据计算,用H2C2O4的浓度变化表示的反应速率为v(H2C2O4)=mol•L-1•min-1(用含t3的最简分数表示)。

③该小组根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示,但有同学查阅已有实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。

  

AB段反应速率增大的原因可能是(填字母)。

a.该反应是放热反应    b.H+起催化作用 c.K+起催化作用 d.Mn2+起催化作用 e.SO起催化作用

【考点】
工业合成氨; 电极反应和电池反应方程式; 化学反应速率; 化学平衡状态的判断; 氨的性质及用途;
【答案】

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2. 图为工业合成氨生产简易流程图:

回答下列问题:

(1) 合成氨所需的氮气来源于;合成氨所需的原料气氢气可由天然气制备,其主要反应为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);CH4和O2的反应:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g).CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高,不同富氧空气中氧气含量不同)混合反应,产物气体组成如表:

气体

CO

H2

N2

O2

体积(L)

25

60

15

2.5

计算该富氧空气中O2和N2的体积比V(O2):V(N2)=

(2) 在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是

上述流程中热交换器的作用是.从合成塔出来的混合气体,通常仅含有15%(体积分数)的氨.为提高原料的利用率,通常采取的措施是

(3) 合成氮为放热反应,但工业上采用400℃﹣500℃的温度,主要原因是:

①该温度范围内反应速率较快.②

(4) 氨可与CO2反应制备尿素(CO(NH22],反应过程分为两步,试写出有关的化学方程式:

①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4):

②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水:

(5) 新法合成氨常采用电解法合成.即常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中,氢气和氮气在电极上合成了氨,大大提高了氨的产率.新法合成氨所用的电解质能传导H+ , 则阴极的电极反应式为
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