（14分）

科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

⑴目前合成氨的技術(shù)原理為：

該反應(yīng)的能量變化如圖所示。

①在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E2的變化是：      。（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②將一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡，測(cè)得N2為0.1 mol，H2為0.3 mol，NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為      。

③欲提高②容器中H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是      。

A．向容器中按原比例再充入原料氣

B．向容器中再充入惰性氣體

C．改變反應(yīng)的催化劑

D．液化生成物分離出氨

⑵1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳導(dǎo)H+），從而實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。陰極的電極反應(yīng)式為      。

⑶根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常 壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：

進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

T/K

303

313

323

NH3生成量/（10－6mol）

4.8

5.9

6.0

①此合成反應(yīng)的a_     0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

②已知

⑷ NH4Cl溶液呈酸性，這是由于NH水解的緣故。則NH4Cl在重水（D2O）中水解的離子方程式是      。

 

【答案】

（14分，每空2分)

⑴  ①減小           ② 33.3%          ③ A D

⑵  N2 + 6H+ + 6e- = 2NH3

⑶  ①大于      ②+1530.0

⑷  NH+ D2O  NH3·HDO + D+

【解析】

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：
2N2（g）+6H2O（l）4NH3 （g）+3O2（g）△H=a kJ?mol-1
上述反應(yīng)NH3生成量與溫度的關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
溫度 T/K 303 313 323
NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
（1）此合成反應(yīng)的a
＞
＞
0 （填“＞”“＜”或“=”）
（2）用水稀釋0.1mol?L-1氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是
AD
AD
（填字母標(biāo)號(hào)）
A．
c(NH3?H2O)
c(OH-)
   B．
c(NH4+)?c(OH-)
c(NH3?H2O)
     C．c（H+）?c（OH-）   D．
c(OH-)
c(H+)

（3）氨可用于工業(yè)制硝酸，其主反應(yīng)為：
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H＜0
若此反應(yīng)起始的物質(zhì)的量相同，則下列關(guān)系圖正確的是
BD
BD
（填序號(hào)）

（4）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表：
時(shí)間/濃度 c（NH3） （mol/L） c（O2 ） （mol/L） c（NO） （mol/L）
起始 0.8000 1.600 0.000
第2min 0.6000 a 0.2000
第4min 0.3000 0.9750 0.5000
第6min 0.3000 0.9750 0.5000
第8min 0.7000 1.475 0.1000
①反應(yīng)在第2min到第4min時(shí)，O2 的平均反應(yīng)速率為
0.1875
0.1875
mol/（L?min）
②反應(yīng)在第2min到第4min時(shí)改變了條件，改變的條件可能是
升高溫度或使用催化劑
升高溫度或使用催化劑
．
③在第6min到第8min時(shí)，改變了反應(yīng)的條件，該平衡向
左
左
移動(dòng)（填“左”或“右”）．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

科學(xué)家一直致力于“人工固氨”的新方法研究．目前合成氨技術(shù)原理為：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）+92.4kJ/mol
673K，30MPa下，上述合成氨反應(yīng)中n（NH3）和n（H2）隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示．

（1）下列敘述正確的是
AC
AC

A．點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B．點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C．點(diǎn)d和點(diǎn)e處的n （N2）相同
D．773K，30MPa 下，反應(yīng)至t2時(shí)刻達(dá)到平衡，則n（NH3）比圖中e點(diǎn)的值大
（2）在容積為2.0L恒容得密閉容器中充入0.80mol N2（g）和1.60mol H2（g），673K、30MPa下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)為20%．該條件下，N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的平衡常數(shù)值為：
1.07
1.07
．
（3）K值越大，表明反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)
C
C
．
A．H2的轉(zhuǎn)化率一定越高    B．NH3的產(chǎn)量一定越大    C．正反應(yīng)進(jìn)行得越完全    D．化學(xué)反應(yīng)速率越大
（4）1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+），實(shí)現(xiàn)了高溫、常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解合成氨．其實(shí)驗(yàn)裝置如圖2．陽(yáng)極的電極反應(yīng)為：H2-2e→2H+，則陰極的電極反應(yīng)為：
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法．曾有報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3和另一種常見(jiàn)氣體．進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系（其它條件均相同），部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：
T/K 303 313 323
平衡時(shí)NH3的生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
2N2+6H2O
 催化劑 
.
 
4NH3+3O2
2N2+6H2O
 催化劑 
.
 
4NH3+3O2

（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}紙的坐標(biāo)圖中畫(huà)出上述反應(yīng)在有催化劑與無(wú)催化劑兩種情況下反應(yīng)過(guò)程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注
．
（3）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率慢．請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議：
升高溫度，增大反應(yīng)物N2的濃度
升高溫度，增大反應(yīng)物N2的濃度
．
（4）已知：
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-184.6kJ/mol
1
2
N2（g）+2H2（g）+
1
2
Cl2（g）═NH4Cl（s）△H=-313.6kJ/mol
①計(jì)算NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）的反應(yīng)焓變：△H=
-175.1 kJ/mol
-175.1 kJ/mol

②室溫下NH3就和HCl能發(fā)生化合反應(yīng)生成NH4Cl；而在加熱的條件下，NH4Cl則能分解為NH3和HCl．請(qǐng)用所學(xué)的化學(xué)原理解釋這一現(xiàn)象：
NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）是一個(gè)焓減、熵減的反應(yīng)，在低溫下自發(fā)，在高溫（加熱條件）下不自發(fā)．而其逆反應(yīng)NH4Cl的分解則在高溫下自發(fā)
NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）是一個(gè)焓減、熵減的反應(yīng)，在低溫下自發(fā)，在高溫（加熱條件）下不自發(fā)．而其逆反應(yīng)NH4Cl的分解則在高溫下自發(fā)
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2011?門(mén)頭溝區(qū)模擬）科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究．
（1）目前合成氨的技術(shù)原理為：（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/molN2
該反應(yīng)的能量變化如圖1所示．
①在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E2的變化是：
減小
減小
．（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②將一定量的N2（g）和H2（g）放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡，測(cè)得N2為0.1mol，H2為0.3mol，NH3為0.1mol．該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為
33.3%
33.3%
．
③欲提高②容器中H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是
AD
AD
．
A．向容器中按原比例再充入原料氣
B．向容器中再充入惰性氣體
C．改變反應(yīng)的催化劑
D．液化生成物分離出氨
（2）1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳導(dǎo)H+），從而實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨．其實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．陰極的電極反應(yīng)式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．
（3）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常 壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g）；△H=a kJ/mol
進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
T/K 303 313 323
NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
①此合成反應(yīng)的a
大于
大于
0．（填“大于”、“小于”或“等于”）
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
②已知
O2（g）+2H2（g）2H2O（l）；△H=-571.6kJ/mol則2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g）；△H=
kJ/mol
（4）NH4Cl溶液呈酸性，這是由于N
H
+
4
水解的緣故．則NH4Cl在重水（D2O）中水解的離子方程式是
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．據(jù)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3和O2．
（1）已知：①H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（l）△Hl=-285.6kJ/mol
②N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H2=-92.2kJ/mol
寫(xiě)出此條件下氮?dú)夂退磻?yīng)的熱化學(xué)方程式
 
．
（2）氨可用于工業(yè)制硝酸，其主反應(yīng)為：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H＜0，此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為
 
，若此反應(yīng)起始的物質(zhì)的量相同，則如圖所示的關(guān)系圖正確的是
 
（填序號(hào)）
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在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表：
時(shí)間/濃度 c（NH3）（mol/L） c（O2）（mol/L） c（NO）（mol/L）
起始 0.8000 1.600 0.000
第2min 0.6000 a 0.2000
第4min 0.3000 0.9750 0.5000
第6min 0.3000 0.9750 0.5000
第8min 0.7000 1.475 0.1000
①反應(yīng)在第2min到第4min時(shí)，O2的平均反應(yīng)速率為
 
mol?L-1?min-1．
②反應(yīng)在第2min時(shí)改變了條件，改變的條件可能是
 
．
③在第6min時(shí)，改變了反應(yīng)的條件，該平衡向
 
移動(dòng)（填“左”或“右”）．

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