科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)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。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表（光照、N2壓力l.0×l05 Pa、反應(yīng)時(shí)間3h）：

相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
回答下列問題：
（1）請(qǐng)畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注。
（2）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：_______________________。
（3）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為。設(shè)在容積為2.0 L的密 閉容器中充人0. 60 mol N2(g)和l.60 mol H2(g)，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比）為4/7。計(jì)算
①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率；
②該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)。 

（1）
（2）研制新型、高效催化劑
（3）解：①設(shè)反應(yīng)過程中消耗xmolN2(g) 
     
平衡時(shí)反應(yīng)體系總物質(zhì)的量=[(0.60 -x)+（1.60 - 3x）+ 2x]mol=(2.20 -2x) mol
NH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=2x÷(2.20 -2x)=4/7 x=0.40

②
平衡時(shí) ,c( NH3) =2×0. 40 mol /2. 0 L=0. 40 mol/L
c( N2)=(0. 60 - 0. 40) moI /2. 0 L=0. 10 moI/L
c( H2)=( 1. 60 -3×0.40) mol/2.0 L=0. 20 mol/L
練習(xí)冊(cè)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

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
回答下列問題：
（1）寫出該反應(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)圖中畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過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) 來源： 題型：

（2008?廣東）科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法．曾有實(shí)驗(yàn)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．進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表（光照、N2壓力1.0×105Pa、反應(yīng)時(shí)間3h）：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0 2.0
相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：N2（g）+3H2O（1）═2NH3（g）+
3
2
O2（g）△H1=+765.2kJ?mol-1
回答下列問題：
（1）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)圖中，畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注．
（2）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：
適當(dāng)增大壓強(qiáng)、研究新催化劑
適當(dāng)增大壓強(qiáng)、研究新催化劑
．
（3）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2（g）+3H2（g）2NH3（g）．設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2（g）和1.60molH2（g），反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比）為
4
7
．計(jì)算
①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率；
②該條件下反應(yīng)2NH3（g）N2（g）+3H2（g）的平衡常數(shù)．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N2與O2反應(yīng)生成NO．
（1）在不同溫度下，反應(yīng)N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=a kJ?mol-1的平衡常數(shù)K如下表：
溫度/℃ 1538 1760 2404
平衡常數(shù)K 0.86×10-4 2.6×10-4 64×10-4
①該反應(yīng)的a
＞
＞
 0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②其他條件相同時(shí)，在上述三個(gè)溫度下分別發(fā)生該反應(yīng)．
1538℃時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化如圖所示，請(qǐng)補(bǔ)充完成1760℃時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖．
（2）2404℃時(shí)，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，計(jì)算反應(yīng)N2（g）+O2（g）?2NO（g）達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度．（此溫度下不考慮O2與NO的反應(yīng)．計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法．曾有實(shí)驗(yàn)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．相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
2N2（g）+6H2O（1）=4NH3（g）+3O2（g）△H=+1530kJ?mol-1
則氨催化氧化反應(yīng)4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（1）的反應(yīng)熱△H=
（2a-1530）kJ?mol-1
（2a-1530）kJ?mol-1
．（用含a的代數(shù)式表示）
（4）最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）實(shí)現(xiàn)氮的固定--氨的電解法合成，大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率．總反應(yīng)式為：N2+3H2?2NH3．則在電解法合成氨的過程中，應(yīng)將H2不斷地通入
陽
陽
極（填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”）；在另一電極通入N2，該電極反應(yīng)式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 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．曾有實(shí)驗(yàn)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．進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表（光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時(shí)間3h）：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/（10-6 mol） 4.8 5.9 6.0 2.0
相應(yīng)的化學(xué)方程式：N2（g）+3H2O（l）?2NH3（g）+
3
2
O2（g）△H=+765.2kJ?mol-1
回答下列問題：
（1）該反應(yīng)在較低溫度下能否自發(fā)進(jìn)行？
 
；
（2）從323K到353K，氨氣的生成量減少的原因
 
；
（3）請(qǐng)畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖1，并進(jìn)行必要標(biāo)注；
精英家教網(wǎng)
（4）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N2（g）和1.60mol H2（g），反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比）為
4
7
．該條件下反應(yīng)2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）的平衡常數(shù)為
 
；
（5）利用N2和H2可以實(shí)驗(yàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)．請(qǐng)回答下列問題：
已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
則氨氣經(jīng)催化氧化生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為
 
；
（6）對(duì)反應(yīng)N2O4（g）?2NO2（g），在溫度分別為T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖2所示．下列說法正確的是
 
；
A．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C
B．B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：B＜C
C．A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺
D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（7）現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖3所示，其中Y為CO2．寫出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式
 
；在電解池中生成1molN2O5轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源：2011-2012年安徽紅星中安工大附中高二下學(xué)期期中聯(lián)考理科化學(xué)試卷（帶解析） 題型：填空題

（6分）自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N2與O2反應(yīng)生成NO。
（1）在不同溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g) DH＝a kJ·mol－1的平衡常數(shù)K如下表：

溫度/℃
1538
1760
2404
平衡常數(shù)K
0.86×10－4
2.6×10－4
64×10－4
      該反應(yīng)的△H   0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
(2)2404℃時(shí)，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，計(jì)算反應(yīng)：
N2(g)＋O2(g)2NO(g)達(dá)到平衡時(shí)N2的濃度為        。（此溫度下不考慮O2與NO的反應(yīng)。計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
(3)科學(xué)家一直致力于研究常溫常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)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。相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
2N2(g)＋6H2O(1)＝4NH3 (g)＋3O2(g)   DH＝＋1530kJ·mol－1
則氨催化氧化反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(1)的反應(yīng)熱DH＝        。 （用含a的代數(shù)式表示）

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