氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料,围绕合成氨人们进行了一系列的研究
(1)氢气既能与氮气又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同.
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
计算断裂1mol N≡N键需要能量______kJ,氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键______(填“强”或“弱”),因此氢气与二者反应的条件不同.
(2)固氮是科学家致力研究的重要课题.自然界中存在天然的大气固氮过程:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.8kJ/mol,工业合成氨则是人工固氮.分析两种固氮反应的平衡常数,下列结论正确的是______.
大气固氮工业固氮反应 | ||||||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 350 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
B.人类大规模模拟大气固氮是无意义的
C.工业固氮温度越低,氮气与氢气反应越完全
D.K越大说明合成氨反应的速率越大
(3)在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料,发生反应:3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)测得甲容器中H2的转化率为40%.
N2 | H2 | NH3 | |
甲 | 1 | 3 | 0 |
乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
丙 | 0 | 0 | 4 |
②达平衡时,甲、乙、丙三容器中NH3的体积分数大小顺序为______.
(4)氨气是合成硝酸的原料,写出氨气与氧气反应生成一氧化氮和气态水的热化学方程式______.