科学家一直致力于研究常温.常压下“人工固氮的新方法.曾有实验报道:在常温.常压.光照条件下.N2在催化剂(混有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应.生成的主要产物为NH3.进一步研究NH3生成量与温度的关系.部分实验数据见下表(光照.N2压强1.0×105 Pa.反应时间3 h):T／K 303 313 323 353 NH3 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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(14分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂(混有少量Fe₂O₃的TiO₂)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃。进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N₂压强1.0×10⁵Pa、反应时间3 h)：

T／K	303	313	323	353
NH₃生成量/(10^-6mol)	4.8	5.9	6.0	2.0

相应的热化学方程式如下：N₂(g)+3H₂O(1)==2NH₃(g)+O₂(g) △H＝+765.2 kJ/mol (I)
请回答下列问题：
(1)请在方框内的坐标系中，画出反应(I)在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃日生成量的建议：。
(3)写出工业上用H₂和N₂直接合成NH₃的化学方程式，设在2.0 L的密闭容器中充入0.60mol N₂(g)和1.60mol H₂(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH₃的物质的量分数(NH₃的物质的量与反应体系中总物质的量之比)为4/7。计算该条件下N₂的平衡转化率为；反应的平衡常数K＝ (不要求写单位)。

（1）（2）研制新型、高效催化剂
（3）N₂（g）+3H₂（g）） 2NH₃（g）；66.7%；200

解析试题分析：（1）催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的，使用催化剂后，活化能降低，故图像为；
（2）根据影响反应速率的因素：温度、浓度、压强、催化剂等外界因素，结合目前广泛使用的工业合成氨方法，可以采用增大压强的方法，此外还可以寻找高效的催化剂。
（3）H₂和N₂直接合成NH₃的化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）） 2NH₃（g）。设平衡时有x molN₂转化，则
N₂（g）+3H₂（g）） 2NH₃（g）
起始量（mol） 0.6        1.6                   0
变化量（mol）  x           3x                   2x
平衡量（mol）（0.6-x）（1.6-3x）      2x mol
则有：
解得：x＝0.4（mol）
因此N₂的平衡转化率： ×100%＝66.7%
②由①可知，N₂、H₂、NH₃平衡时的物质的量分别为：0.2mol、0.4mol、0.8mol，在2.0L容器中浓度分别为：0.1mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L，则该温度下平衡常数K= ＝200。
考点：考查外界条件对反应速率的影响、可逆反应的有关计算等

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

2014年初雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO₂(g)＋N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。据此判断：

①该反应在能自发进行（填“高温下” 、“低温下” 或“任何温度下”）；
②在T₂温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N₂)＝___________。
（2）煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
在恒压下，将CH₄(g)和NO₂(g)置于密闭容器中，也可以发生化学反应：
CH₄(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH<0，提高NO₂转化率的措施有

A．增加原催化剂的表面积	B．降低温度
C．减小投料比[n(NO₂) / n(CH₄)]	D．增大压强

（3）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH₄，然后再分别充入等量的NO和NO₂。在不同温度下，同时分别发生上述的两个反应：并在t秒时测定其中NO_x转化率，绘得图象如图所示：

从图中可以得出的结论是
结论一：在250℃-450℃时，NO_x转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NO_x转化率随温度升高而减小
推测原因是
结论二：

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
（1）对燃煤的废气进行脱硝处理时，可利用甲烷催化还原氮氧化物，如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝a kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝b kJ·mol^－1
则反应CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)的ΔH＝________ kJ·mol^－1(用含a、b的代数式表示)。
（2）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：

2CO₂(g)＋6H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)；ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K＝________。
② 已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H₂) /n(CO₂)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

（3）以CO₂为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品，某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色，右图为它的核磁共振氢谱图，请写出DPC的结构简式：____________。
（4）某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al₆Si₂O₁₃、SiO₂)。将其和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO₄(霞石)、Na₂SiO₃和NaAlO₂，有关化学方程式(反应条件均为高温)为：
Al₆Si₂O₁₃＋3Na₂CO₃===2NaAlSiO₄＋4NaAlO₂＋3CO₂↑
Al₆Si₂O₁₃＋5Na₂CO₃===2Na₂SiO₃＋6NaAlO₂＋5CO₂↑
SiO₂＋Na₂CO₃===Na₂SiO₃＋CO₂↑
则用1 mol Al₆Si₂O₁₃和4 mol SiO₂通过以上反应制得5 mol NaAlO₂，共消耗Na₂CO₃为________mol。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

（17分）H₂O₂是一种强氧化剂，被广泛应用于水处理及卫生消毒等方面。
（1）H₂O₂不稳定，当其中含Fe²^＋时，会发生反应：
，则Fe²^＋在此过程中所起的作用是______________，当生成336mL O₂（标准状况）时，反应中转移电子的物质的量为_______mol。
（2）下表是在常压、60℃和不同pH条件下，6mL30% H₂O₂在60min内释放出氧气的体积。则下列说法正确的是___________。

a．pH越大，H₂O₂的分解速率越大
b．pH在9左右，H₂O₂的分解速率最大
c．6mL 30% H₂O₂分解最多释放出的氧气的体积为639mL
d. pH=5.50时，0～60min内，v(O₂)=1.5mL
（3）溶液中H₂O₂的残留量可用一定浓度的酸性KMnO₄溶液来测定，反应中MnO₄^－
被还原为Mn²^＋，该反应的离子方程式为______________。
（4）科学工作者以Ir-Ru/Ti为阳极、ACFC为阴极，在酸性环境、不断通入空气的条件下直接电解水来制备H₂O₂。电解过程中，阳极区溶液的pH_ （填“增大”“不变”或“减小”），阴极产生H₂O₂的电极反应式为_______。若不通空气，则阴极得到的产物是_______ 。
（5）己知断裂1mol化学键所需的能量
143,H-O为463。则.

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。
（1）一定条件下，SO₂与空气反应10 min后，SO₂和SO₃物质的量浓度分别为1.2 mol/L和2.0 mol/L，则SO₂起始物质的量浓度为______；生成SO₃的化学反应速率为______。
（2）若改变外界条件，发生SO₂与空气反应生成SO₃，使10 min内的用O₂表示的反应速率为0.15mol/(L·min)，则改变的条件可能是_______________。

A．压缩体积，增大压强

B．降低温度

C．充入大量的氮气

D．仅增加SO₂的浓度

（3）工业制硫酸，用过量的氨水对SO₂尾气处理，请写出相关的离子方程式：____ _

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

（16分）化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。
（1）已知某温度下：
反应①：CO₂_（g） +H₂_（g）→CO_（g） + H₂O_（g），ΔH＝ +41.2 kJ/mol
反应②：（g）→（g）+H₂（g），ΔH=" +117.6" kJ/mol
②的化学反应平衡常数分别为K₁、K₂。
请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式。该反应的化学平衡常数K＝（用K₁、K₂表示）。
（2）对于反应①，恒温恒容条件下，向密闭容器中加入2molCO₂和2molH₂_，当反应达到平衡后，以下说法正确的是。

A．因为该反应是吸热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小；

B．若继续加入1molCO₂、1mol H₂，平衡向正反应方向移动；

C．若继续通入1mol CO₂则平衡向正反应方向移动，CO₂的转化率增大；

D．压缩体积，平衡不移动，反应物和产物的浓度都不变；

（3）温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO₂_；请在下图中画出t₁之后的正逆反应曲线，并作出标注。

（4）已知某温度下， Ag₂SO₄（M＝312g/mol）的溶解度为0.624g/100g H₂O，该温度下K_sp_（Ag2SO4）＝；（两位有效数字）
（5）电解法制备高铁酸钠（Na₂FeO₄），总反应式为：Fe+2H₂O+2OH^-＝ FeO₄^2-+3H₂，电解质溶液选用NaOH溶液。该电解池阳极材料是 (写化学式) ；阳极的电极反应式为：。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

（10分，每空2分）  往一个容积为5L的密闭容器中，通入2molN₂和3molH₂，在一定条件下,发生反应 N₂+3H₂2NH₃，2 min后测得容器中生成了1mol NH₃，试求：
（1）2 min时，N₂的物质的量          ；   （2）2 min时，H₂的物质的量浓度           ；
（3）2 min时，H₂的转化率            ；   （4）2min内，N₂的平均反应速率          ；
（5）N₂、H₂、NH₃的反应速率之比                。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。汽车尾气中CO与H₂O(g)在一定条件下可以发生反应：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)ΔH＜0。820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照下表进行投料，达到平衡状态，K＝1.0。

起始物质的量	甲	乙	丙
n(H₂O)/mol	0.10	0.20	0.20
n(CO)/mol	0.10	0.10	0.20

（1）该反应的平衡常数表达式为                                。
（2）平衡时，甲容器中CO的转化率是       。比较下列容器中CO的转化率：乙       甲；丙       甲(填“>”、“＝”或“<”)。
（3）丙容器中，若要通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度需要降低才能达到，则降温后的平衡常数K     (填“增大”、“减小”或“不变”)。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

环境中常见的重金属污染物有：汞.铅.锰.铬.镉。处理工业废水中含有的和，常用的方法有两种。
方法1　还原沉淀法该法的工艺流程为
。
其中第①步存在平衡2(黄色)＋2H^＋(橙色)＋H₂O。
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
(2)关于第①步反应，下列说法正确的是________。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
(3)第②步中，还原0.1 mol ，需要________mol的FeSO₄·7H₂O。
(4)第③步除生成Cr(OH)₃外，还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)₃(s) Cr³^＋(aq)＋3OH^－(aq)，常温下，Cr(OH)₃的溶度积K_sp＝10^－³²，当c(Cr³^＋)降至10^－⁵ mol·L^－¹时，认为c(Cr³^＋)已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr³^＋是否沉淀完全(请写出计算过程)：______________________________________________。
方法2　电解法
(5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含的废水，电解时阳极反应式为________，阴极反应式为________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是________________________。

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同步练习册答案