碳和氮的許多化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用.(1)工業(yè)上生產(chǎn)硝酸所需要的一氧化氮常用氨氣來(lái)
(1)工業(yè)制備硝酸的第一步是氨氣的催化氧化生成一氧化氮的放熱反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4NH3+5O2
催化劑
.
△
4NO+6H2O;
故答案為:4NH3+5O2
催化劑
.
△
4NO+6H2O;
(2)①2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2?NH4(s)△H=-l59.5kJ?mol-1
②NH2CO2NH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+116.5kJ?mol-1
③H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算①+②-③得到:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0KJ/mol;
故答案為:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0KJ/mol;
(3)電池反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O.該電池負(fù)極是氨氣失電子生成氮?dú)猓磻?yīng)的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O,反應(yīng)中2mol氨氣反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移6mol電子,每消耗3.4g?NH3物質(zhì)的量=
3.4g
17g/mol
=0.2mol,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6NA;
故答案為:2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O,0.6NA;
(4)①依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析得到平衡狀態(tài)各物質(zhì)的平衡濃度,結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算,C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g),平衡濃度c(N2)=0.36mol/L;c(CO2)=0.36mol/L;c(NO)=0.48mol/L;反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
c(N2)c(CO2)
c2(NO)
=
0.36×0.36
0.482
=
9
16
=0.56;
故答案為:0.56;
②30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g),依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析,平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大,平衡常數(shù)隨溫度變化,平衡常數(shù)不變說(shuō)明改變的條件一定不是溫度;依據(jù)數(shù)據(jù)分析,氮?dú)鉂舛仍龃?,二氧化碳和一氧化氮濃度增大,反?yīng)前后氣體體積不變,所以可能是減小溶液體積后加入一定量一氧化氮;
a.加入一定量的活性炭,碳是固體對(duì)平衡無(wú)影響,平衡不動(dòng),故a錯(cuò)誤;
b.通入一定量的NO,新平衡狀態(tài)下物質(zhì)平衡濃度增大,故b正確;
c.適當(dāng)縮小容器的體積,反應(yīng)前后體積不變,平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大,故c正確;
d.加入合適的催化劑,催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不改變化學(xué)平衡,故d錯(cuò)誤;
故答案為:bc;
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比從為5:3:3,氮?dú)夂投趸茧y度之比始終為1:1,所以5:3>4:3,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),說(shuō)明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故選<;
故答案為:<;