氫氣是合成氨的重要原料．工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：N2（g）+3H2（g） 
   催化劑   
.
高溫高壓
 2NH3（g）；△H=-92.2kJ?mol-1
（1）下列事實(shí)中，不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是
③④
③④
．
①N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變
②單位時(shí)間內(nèi)生成2n molNH3的同時(shí)生成3n molH2O
③單位時(shí)間內(nèi)生成3n molN-H鍵的同時(shí)生成n mol N≡N
④用N2、H2O、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速度之比為1：3：2
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變
（2）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中進(jìn)行，測得如下數(shù)據(jù)：
            時(shí)間（h）
物質(zhì)的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算：
①0～1小時(shí)內(nèi)N2的平均反應(yīng)速度率為
0.0500
0.0500
mol?L-1?h-1
②此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
0.15
0.15
保留兩位小數(shù)）．
③反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2O、NH3各1mol，化學(xué)平衡向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動”）．
分析：（1）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志：①v（正） =v（逆），②各組分百分含量不變進(jìn)行判斷；
（2）①根據(jù)氨氣的物質(zhì)的量計(jì)算出消耗的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，再根據(jù)v=
△c
△t
計(jì)算出0～1小時(shí)內(nèi)N2的平均反應(yīng)速度率；
②根據(jù)3、4小時(shí)的時(shí)間段氨氣的物質(zhì)的量不變，說明達(dá)到了平衡狀態(tài)，根據(jù)氨氣的物質(zhì)的量計(jì)算出消耗的氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量及平衡時(shí)的濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c2(NH3)
c(N2)?c(H2)3
計(jì)算出該溫度下的平衡常數(shù)；
③根據(jù)加入氨氣、水和氨氣后的濃度商判斷平衡移動方向．
解答：解：（1）①N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故①錯誤；
②單位時(shí)間內(nèi)生成2n molNH3的同時(shí)生成3n molH2O，表示的是正逆反應(yīng)速率，且相等，表明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故②錯誤；
③單位時(shí)間內(nèi)生成3n molN-H鍵的同時(shí)生成n mol N≡N，表示的都是逆反應(yīng)速率，無法判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，故③正確；
④用N2、H2O、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速度之比為1：3：2，反應(yīng)速率始終與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故④正確；
⑤反應(yīng)方程式兩邊都是氣體，氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)兩邊氣體的體積不相等，所以中氣體的物質(zhì)的量是變化的量，反應(yīng)過程中平均摩爾質(zhì)量是變化的量，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故⑤錯誤；
⑥反應(yīng)方程式兩邊氣體的體積不相等，所以反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量會發(fā)生變化，若混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故⑥錯誤；
故選③④；
（2）①0～1小時(shí)內(nèi)生成了0.2mol氨氣，根據(jù)反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），消耗了氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為：n（N2）=
1
2
n（NH3）=0.1mol，0～1小時(shí)內(nèi)N2的平均反應(yīng)速度率為：v（N2）=
0.1mol
2.00L
1h
=0.0500mol/（L?h），
故答案為：0.0500；
 ②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)在第3和4小時(shí)時(shí)間段內(nèi)氨氣的物質(zhì)的量不變，說明達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)生成了1.00mol氨氣，
列出化學(xué)平衡的三段式為  N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），
 反應(yīng)開始前（mol）     1.5      4.5        0
變化量（mol）          0.5     1.5       1
平衡時(shí)（mol）          1       3         1  
平衡時(shí)各組分的濃度為：c（N2）=
1mol
2.00
=0.500mol/L，c（H2）=
3mol
2.00L
=1.500mol/L，c（NH3）=
1mol
2.00L
=0.5mol/L，
此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
c2(NH3)
c(N2)?c(H2)3
=
(0.500)2
(1.500)3×(0.500)
≈0.15，
故答案為：0.15；
③反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2O、NH3各1mol，此時(shí)各組分的濃度為：c（N2）=
1.00mol+1.00mol
2.00L
=1.00mol/L，c（H2）=
3.00mol+1.00mol
2.00L
=2.00mol/L，c（N2）=
1.00mol+1.00mol
2.00L
=1.00mol/L，

c2(NH3)
c(N2)?c(H2)3
=
(1.00)2
(2.00)3?(1.00)
=0.125＜k=0.15，所以平衡向著正向移動，
故答案為：正反應(yīng)．
點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的判斷、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系等知識，涉及的知識點(diǎn)較多，試題綜合性強(qiáng)，難度較大，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學(xué)生的應(yīng)試能力和學(xué)習(xí)效率．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

氨氣是一種重要的化工產(chǎn)品，是生產(chǎn)銨鹽、尿素等的原料．工業(yè)合成氨的反應(yīng)如下：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1．
（1）實(shí)驗(yàn)室中常用來制備氨氣的化學(xué)方程式為
 
．
（2）已知H2（g）的燃燒熱為285.8kJ?mol-1，寫出NH3（g）在純氧中燃燒生成無毒、無害物質(zhì)的熱化學(xué)方程式
 
．
（3）25℃時(shí)，將a mol （NH4）2SO4溶于水，向該溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將
 
（填“正向”、“不”或“逆向”）移動，所滴加稀氨水的物質(zhì)的量濃度為
 
mol?L-1．（25℃時(shí)，NH3?H2O的電離平衡常數(shù)Kb≈2×10-5）．
（4）工業(yè)上常用CO2和NH3通過如下反應(yīng)合成尿素[CO（NH2）2]．
CO2（g）+2NH3（g）
一定條件
CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0，t℃時(shí)，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10mol CO2和0.40mol NH3，70min開始達(dá)到平衡．反應(yīng)中CO2（g）的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下表所示：
時(shí)間/min 0 30 70 80 100
n（CO2）/mol 0.10 0.060 0.040 0.040 0.040
①20min時(shí)v正（CO2）
 
80min時(shí)v逆（H2O）（填“＞”、“=”或“＜”）．
②在100min時(shí)，保持其它條件不變，再向容器中充入0.050mol CO2和0.20mol NH3，重新建立平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比將
 
（填“增大”、“不變”或“減小”）．
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中繪制出在t℃下NH3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象；保持其它條件不變，則（t+10）℃下正確的圖象可能是
 
（填圖甲中的“A”或“B”）．精英家教網(wǎng)
④圖乙所示裝置（陰、陽極均為惰性電極）可用于電解尿素[CO（NH2）2]的堿性溶液制取氫氣．該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為
 
，若兩極共收集到氣體22.4L（標(biāo)況），則消耗的尿素為
 
g（忽略氣體的溶解）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（一） 將2．5g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉固體混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入1mol/L的鹽酸，所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）關(guān)系如下圖所示：

（1）寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                         

（2）當(dāng)加入35mL鹽酸時(shí)，產(chǎn)生二氧化碳的體積為       mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

（3）原混合物中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為????      。

（二）．氨是重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國化學(xué)家哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)；

△H＝―92.4 kJ/mol，他因此獲得了1918年度諾貝爾化學(xué)獎。試回答下列問題：

⑴ 下列方法不適合實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的是              （填序號）。

A．向生石灰中滴入濃氨水        B．加熱濃氨水

C．直接用氫氣和氮?dú)夂铣?nbsp;       D．向飽和氯化銨溶液中滴入濃氫氧化鈉溶液

⑵ 合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是        （填序號）。

A．采用較高壓強(qiáng)（20 M Pa～50 M Pa）

B．采用500℃的高溫

C．用鐵觸媒作催化劑

D．將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來，未反應(yīng)的N2和H2循環(huán)到合成塔中

（3） 用數(shù)字化信息系統(tǒng)DIS（如下圖Ⅰ所示：它由傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組成）可以測定上述氨水的濃度。用酸式滴定管準(zhǔn)確量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于燒杯中，以該種氨水進(jìn)行滴定，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出溶液導(dǎo)電能力隨氨水體積變化的曲線如下圖Ⅱ所示。

        

圖Ⅰ                                 圖Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前，滴定管要用                            潤洗2～3遍，

② 試計(jì)算該種氨水的濃度：                       。

③ 下列情況下，會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果c(NH3·H2O)偏低的是                。

A．滴定結(jié)束時(shí)仰視讀數(shù)

B．量取25.00 mL醋酸溶液時(shí)，未用所盛溶液潤洗滴定管

C．滴定時(shí)，因不慎將氨水滴在燒杯外

（4） 1998年希臘亞里士多德大學(xué)的Marnellos和Stoukides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)化率的電化學(xué)合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖。

正極的電極反應(yīng)式為：                                          。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（一）（6分） 將2．5g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉固體混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入1mol/L的鹽酸，所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）關(guān)系如下圖所示：

（1）寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                         

（2）當(dāng)加入35mL鹽酸時(shí)，產(chǎn)生二氧化碳的體積為       mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

（3）原混合物中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為­­      。

（二）．氨是重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國化學(xué)家哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)；

△H＝―92.4 kJ/mol，他因此獲得了1918年度諾貝爾化學(xué)獎。試回答下列問題：

⑴ 下列方法不適合實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的是             （填序號）。

A．向生石灰中滴入濃氨水        B．加熱濃氨水

C．直接用氫氣和氮?dú)夂铣?nbsp;       D．向飽和氯化銨溶液中滴入濃氫氧化鈉溶液

⑵ 合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是       （填序號）。

A．采用較高壓強(qiáng)（20 M Pa～50 M Pa）

B．采用500℃的高溫

C．用鐵觸媒作催化劑

D．將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來，未反應(yīng)的N2和H2循環(huán)到合成塔中

（3） 用數(shù)字化信息系統(tǒng)DIS（如下圖Ⅰ所示：它由傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組成）可以測定上述氨水的濃度。用酸式滴定管準(zhǔn)確量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于燒杯中，以該種氨水進(jìn)行滴定，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出溶液導(dǎo)電能力隨氨水體積變化的曲線如下圖Ⅱ所示。

        

圖Ⅰ                                圖Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前，滴定管要用                           潤洗2～3遍，

② 試計(jì)算該種氨水的濃度：                      。

③ 下列情況下，會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果c(NH3·H2O)偏低的是               。

A．滴定結(jié)束時(shí)仰視讀數(shù)

B．量取25.00 mL醋酸溶液時(shí)，未用所盛溶液潤洗滴定管

C．滴定時(shí)，因不慎將氨水滴在燒杯外

（4） 1998年希臘亞里士多德大學(xué)的Marnellos和Stoukides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)化率的電化學(xué)合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖。

正極的電極反應(yīng)式為：                                         。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014學(xué)年湖北省荊州市畢業(yè)班質(zhì)量檢查（一）化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

氨氣是一種重要的化工產(chǎn)品，是生產(chǎn)銨鹽、尿素等的原料。工業(yè)合成氨的反應(yīng)如下:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)   △H=一92. 4 KJ·mol-1

（1）2NH3(g) N2(g) +3H2(g)在恒容密閉容器中達(dá)到平衡的標(biāo)志有

①單位時(shí)間內(nèi)生成3n mol H2:同時(shí)生成2n mol NH3②用NH3、N2、H2表示反應(yīng)速率比為2∶1∶3 ③混合氣體的密度不再改變 ④混合氣體壓強(qiáng)不再改變 ⑤混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變

A.①③④     B.①②④⑤    C.①④⑤     D.②③④

（2）工業(yè)上常用CO2和NH3通過如下反應(yīng)合成尿素[CO(NH2)2]。

t℃時(shí)，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10 molCO:和0. 40 molNH3 ,70 min開始達(dá)到平衡。反應(yīng)中CO2 ( g)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下表所示:

時(shí)間／min

　0

30

70

80

100

n(CO2) ／mol

0.10

0.060

0.040

0.040

0.040

 

①20 min時(shí)，υ正(CO2 )_　　　　　80 min時(shí)。υ逆(H2O)(填“>”、“=”或“<”)。

②在100 min時(shí)，保持其它條件不變，再向容器中充入0. 050 mo1CO2和0. 20 molNH3，重新建立平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比將_     (填“增大”、“不變”或“減小”)。

③上述可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為_       (保留二位小數(shù))。

④根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中繪制出在t℃下NH3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖像;保持其它條件不變;則(t+10)℃下正確的圖像可能是          (填圖甲中的“A”或“B”)。

⑤圖乙所示裝置(陰、陽極均為惰性電極)可用于電解尿素〔CO(NH2)2〕的堿性溶液制取氫氣。該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為                 ，若兩極共收集到氣體22. 4L(標(biāo)

況)，則消耗的尿素為             g(忽略氣體的溶解)。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014學(xué)年山東省煙臺市高三上學(xué)期期末統(tǒng)考化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

能源的開發(fā)、利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。

Ⅰ．已知：①Fe2O3(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1

②CO(g)＋l/2O2(g)＝CO2(g)        ΔH＝b kJ·mol－1

③C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)         ΔH＝c kJ·mol－1

則反應(yīng)4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s)的焓變ΔH＝        kJ·mol－1。

Ⅱ．依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是     （填序號)。

A．C(s)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH＞0  B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)  ΔH＜0

C．2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g)        ΔH＞0  D．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH＜0

若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，則該原電池的正極反應(yīng)式為                         。

Ⅲ．氫氣作為一種綠色能源，對于人類的生存與發(fā)展具有十分重要的意義。

（1）實(shí)驗(yàn)測得，在通常情況下，1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出142.9 kJ熱量。則H2燃燒的熱化學(xué)方程式為                                            。

（2）用氫氣合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)       ΔH＝－92.4 kJ·mol－1

①一定條件下，下列敘述可以說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是        。

A．υ正(N2)＝υ逆(NH3)

B．各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等

C．混合氣體的物質(zhì)的量不再變化

D．混合氣體的密度不再變化

②下圖表示合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，每次只改變溫度、壓強(qiáng)、催化劑中的某一條件，反應(yīng)速率υ與時(shí)間t的關(guān)系。其中表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段時(shí)間是        。圖中t3時(shí)改變的條件可能是         。

③溫度為T℃時(shí)，將4a mol H2和2a mol N2放入0.5 L密閉容器中，充分反應(yīng)后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50%，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為                 。

 

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