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（14分）

科學家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

⑴目前合成氨的技術原理為：

該反應的能量變化如圖所示。

①在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，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下達到平衡，測得N2為0.1 mol，H2為0.3 mol，NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉化率為      。

③欲提高②容器中H2的轉化率，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的兩位科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳導H+），從而實現(xiàn)了高轉化率的電解法合成氨。其實驗裝置如圖所示。陰極的電極反應式為      。

⑶根據最新“人工固氮”的研究報道，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：

進一步研究NH3生成量與溫度關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據如下：

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】

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

科學家一直致力于“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：
2N2（g）+6H2O（l）4NH3 （g）+3O2（g）△H=a kJ?mol-1
上述反應NH3生成量與溫度的關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據如下表：
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
（填字母標號）
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，其主反應為：
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H＜0
若此反應起始的物質的量相同，則下列關系圖正確的是
BD
BD
（填序號）

（4）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應，容器內部分物質的物質的量濃度如下表：
時間/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反應在第2min到第4min時，O2 的平均反應速率為
0.1875
0.1875
mol/（L?min）
②反應在第2min到第4min時改變了條件，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，改變了反應的條件，該平衡向
左
左
移動（填“左”或“右”）．

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科目：高中化學 來源： 題型：

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

（1）下列敘述正確的是
AC
AC

A．點a的正反應速率比點b的大
B．點c處反應達到平衡
C．點d和點e處的n （N2）相同
D．773K，30MPa 下，反應至t2時刻達到平衡，則n（NH3）比圖中e點的值大
（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下達到平衡時，NH3的體積分數(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，表明反應達到平衡時
C
C
．
A．H2的轉化率一定越高    B．NH3的產量一定越大    C．正反應進行得越完全    D．化學反應速率越大
（4）1998年希臘亞里斯多德大學的兩位科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H+），實現(xiàn)了高溫、常壓下高轉化率的電解合成氨．其實驗裝置如圖2．陽極的電極反應為：H2-2e→2H+，則陰極的電極反應為：
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

科學家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法．曾有報道：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，生成的主要產物為NH3和另一種常見氣體．進一步研究NH3生成量與溫度的關系（其它條件均相同），部分實驗數(shù)據見下表：
T/K 303 313 323
平衡時NH3的生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
回答下列問題：
（1）寫出該反應的化學方程式
2N2+6H2O
 催化劑 
.
 
4NH3+3O2
2N2+6H2O
 催化劑 
.
 
4NH3+3O2

（2）請在答題紙的坐標圖中畫出上述反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標注
．
（3）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率慢．請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議：
升高溫度，增大反應物N2的濃度
升高溫度，增大反應物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計算NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）的反應焓變：△H=
-175.1 kJ/mol
-175.1 kJ/mol

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

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2011?門頭溝區(qū)模擬）科學家一直致力于“人工固氮”的方法研究．
（1）目前合成氨的技術原理為：（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/molN2
該反應的能量變化如圖1所示．
①在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，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下達到平衡，測得N2為0.1mol，H2為0.3mol，NH3為0.1mol．該條件下H2的轉化率為
33.3%
33.3%
．
③欲提高②容器中H2的轉化率，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的兩位科學家采用高質子導電性的SCY陶瓷（能傳導H+），從而實現(xiàn)了高轉化率的電解法合成氨．其實驗裝置如圖2所示．陰極的電極反應式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．
（3）根據最新“人工固氮”的研究報道，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：2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g）；△H=a kJ/mol
進一步研究NH3生成量與溫度關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據如下：
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 來源： 題型：

科學家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．據報道：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，生成的主要產物為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
寫出此條件下氮氣和水反應的熱化學方程式
 
．
（2）氨可用于工業(yè)制硝酸，其主反應為：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H＜0，此反應的化學平衡常數(shù)表達式為
 
，若此反應起始的物質的量相同，則如圖所示的關系圖正確的是
 
（填序號）
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在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應，容器內部分物質的物質的量濃度如下表：
時間/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反應在第2min到第4min時，O2的平均反應速率為
 
mol?L-1?min-1．
②反應在第2min時改變了條件，改變的條件可能是
 
．
③在第6min時，改變了反應的條件，該平衡向
 
移動（填“左”或“右”）．

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