氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:(1)

2025-04-01 10:41:00
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回答1:

(1)CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ?mol-1    ①
        CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2                ②
根据盖斯定律得:2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)+2N2(g)△H1+△H2                    
而 1mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,所以△H1+△H2=-1734kJ?mol-1,则△H2=-1734kJ?mol-1+574kJ?mol-1=-1160 kJ?mol-1,故答案为:-1160kJ?mol-1;        
(2)阴极得电子发生还原反应:N2+6H++6e-=2NH3,故答案为:N2+6H++6e-=2NH3
(3)①N2 +3H2   

     通电     
一定条件
   2NH3
起始(mol)      1         3                    0
反应(mol)      a         3a                   2a
平衡(mol)     1-a       3-3a                  2a
因混合气体中氨占25%,则
 2a
(1?a)+(3?3a)+ 2a
×100%=25%,解得:a=0.4,
N2的转化率为
0.4
 1 
×100%=40%,故N2的转化率为40%;
②平衡常数 KA=
C2(NH3)
C(N)C3(H2)
=
0.082
0.06×0.183
,故答案为:
0.082
0.06×0.183
;升高温度平衡向吸热的方向移动,即逆反应方向移动,平衡常数减小,故答案为:>;
③N2的反应速率为V=
△C
△t
=
0.08
3
mol?L-1?min-1,而V(H2)=3V(N2)=0.08 mol?L-1?min-1
故答案为:0.08 mol?L-1?min-1
③根据表可知第2min是平衡建立过程,反应速率加快,H2的量没有增加,根据外界条件对化学反应速率的影响,可知使用催化剂、升高温度均可,增加H2的浓度是不可,故选:a;