氨在国民经济中占有重要的地位.
(1)生成氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气.
C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g);△H=+131.3kJ/mol;△S=+133.7J/(mol⋅K).该反应在较低温度下能否自发进行______(填“能”或“不能”)
(2)已知在400°C时,2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g);△H>0的K=2.
①400°C时,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的K=______(填数值)
②400°C时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时v(NH3)正______v(NH3)逆(填“大于”、“小于”、“等于”、“不确定”)
(3)体积相同的甲、乙两个容器中,分别充入等物质的量的氮气和氢气,在相同温度下发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)并达到平衡,在这一过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,则甲容器中氮气的转化率______乙容器中氮气的转化率(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)已知:1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g);△H=-46.0kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol
1/2N2(g)+O2(g)=NO2(g);△H=+33.9kJ/mol
H2O(l)=H2Og);△H=+44kJ/mol则氨气燃烧热的热化学方程式为______.
(1)为使反应能自发进行,则有△G=△H-T•△S=+131.3kJ/mol-T×10-3×(+133.7kJ/(mol•K))<0,
T>
=982K,在较低温度下不能自发进行,故答案为:不能;131.3×103 133.7
(2)①由题意可知:K1=
=2,则K2=c(N2)•c3(H2) c2(NH3)
=0.5,故答案为:0.5; c2(NH3) c(N2)c3(H2)
②一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,
则c(N2)=4mol/L,c(H2)=2mol/L,c(NH3)=4mol/L,
则K2=
=c2(NH3) c(N2)c3(H2)
=0.5,说明反应达到平衡状态,则有v(NH3)正=v(NH3)逆,42 4×23
故答案为:等于;
(3)甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,随着反应的进行,甲容器中的压强逐渐减小,因增大压强平衡向正反应方向移动,
则甲容器中氮气的转化率小于乙容器中氮气的转化率,故答案为:小于;
(4)已知:①
N2(g)+1 2
H2(g)=NH3(g)△H=-46.0kJ/mol;3 2
②H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;1 2
③
N2(g)+O2(g)=NO2(g)△H=+33.9kJ/mol;1 2
④H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol;
由盖斯定律可知,将②×
+③-①可得NH3(g)+3 2
O2(g)=NO2(g)+7 4
H2O(l),3 2
其反应热△H=(=-285.8kJ/mol)×
+(+33.9kJ/mol)-(-46.0kJ/mol)=-348.8kJ/mol,3 2
则氨气燃烧热的热化学方程式为:NH3(g)+
O2(g)=NO2(g)+7 4
H2O(l)△H=-348.8kJ/mol,3 2
故答案为:NH3(g)+
O2(g)=NO2(g)+7 4
H2O(l)△H=-348.8kJ/mol.3 2