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    （8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（掺有少量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压力1.0×105Pa、反应时间3h）：

    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（l）====2NH3（g）+O2（g）  ΔH=+765.2kJ·mol-1

    回答下列问题：

    （1）右图是上述反应在无催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图，请在图中画出在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图。

    （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生成量的建议：                                                   。

    （3）工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2（g）和1.60molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为。计算

    ①该条件下N2的平衡转化率是                     ；

    ②该条件下反应2NH3（g）N2（g）+3H2（g）的平衡常数为                     。

    ③若温度不变，减小容器体积，则平衡向---------------------------移动，c(NH3)将--------------------

    c(N2)将---------------------- （填增大、减小或不变）                 

     

    【答案】

    （1）画图略。（2分）

    （2）升高温度，增大反应物N2的浓度，不断移出生成物(2分)

    （3）66.7%（2分）?0.005（2分）

    【解析】（1）作图要点：①催化剂可降低反应的活化能，但这对各反应前后能量变化并不产生任何影响。

    ②该反应为吸热反应，所以反应物的总能量要低于生成物的总能量。

    （2）该反应的正反应是吸热反应，升高温度，使化学平衡向正反应方向移动，从而增大NH3的生成量，升高温度也能提高反应速率；增大反应物N2的浓度，加快反应速率，并使化学平衡向右移动；不断移出生成物，使平衡向右移动，增大NH3的生成量。

    （3）由三行式法计算可知，起始时，c（N2）=0.3mol·L-1。平衡时，c（N2）=0.1 mol·L-1;?c（H2）=0.2  mol·L-1;c（NH3）=0.4  mol·L-1。

    ①所以N2的平衡转化率。

    ①  反应2NH3（g）====N2（g）+3H2（g）的平衡常数。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法．曾有报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3和另一种常见气体．进一步研究NH3生成量与温度的关系（其它条件均相同），部分实验数据见下表：
    T/K 303 313 323
    平衡时NH3的生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
    回答下列问题：
    （1）写出该反应的化学方程式
    2N2+6H2O
     催化剂 
    .
     
    4NH3+3O2
    2N2+6H2O
     催化剂 
    .
     
    4NH3+3O2

    （2）请在答题纸的坐标图中画出上述反应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
    ．
    （3）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生成量的建议：
    升高温度，增大反应物N2的浓度
    升高温度，增大反应物N2的浓度
    ．
    （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计算NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）的反应焓变：△H=
    -175.1 kJ/mol
    -175.1 kJ/mol

    ②室温下NH3就和HCl能发生化合反应生成NH4Cl；而在加热的条件下，NH4Cl则能分解为NH3和HCl．请用所学的化学原理解释这一现象：
    NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）是一个焓减、熵减的反应，在低温下自发，在高温（加热条件）下不自发．而其逆反应NH4Cl的分解则在高温下自发
    NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）是一个焓减、熵减的反应，在低温下自发，在高温（加热条件）下不自发．而其逆反应NH4Cl的分解则在高温下自发
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2008?广东）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（掺有少量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，部分实验数据见表（光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h）：
    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）+
    3
    2
    O2（g）△H1=+765.2kJ?mol-1
    回答下列问题：
    （1）请在答题卡的坐标图中，画出上述反应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生成量的建议：
    适当增大压强、研究新催化剂
    适当增大压强、研究新催化剂
    ．
    （3）工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）．设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2（g）和1.60molH2（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的物质的量之比）为
    4
    7
    ．计算
    ①该条件下N2的平衡转化率；
    ②该条件下反应2NH3（g）N2（g）+3H2（g）的平衡常数．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO．
    （1）在不同温度下，反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=a kJ?mol-1的平衡常数K如下表：
    温度/℃ 1538 1760 2404
    平衡常数K 0.86×10-4 2.6×10-4 64×10-4
    ①该反应的a
    ＞
    ＞
     0（填“＞”、“=”或“＜”）．
    ②其他条件相同时，在上述三个温度下分别发生该反应．
    1538℃时，N2的转化率随时间变化如图所示，请补充完成1760℃时N2的转化率随时间变化的示意图．
    （2）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）达到平衡时NO的浓度．（此温度下不考虑O2与NO的反应．计算结果保留两位有效数字）
    （3）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（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3．相应的热化学方程式如下：
    2N2（g）+6H2O（1）=4NH3（g）+3O2（g）△H=+1530kJ?mol-1
    则氨催化氧化反应4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（1）的反应热△H=
    （2a-1530）kJ?mol-1
    （2a-1530）kJ?mol-1
    ．（用含a的代数式表示）
    （4）最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氮的固定--氨的电解法合成，大大提高了氮气和氢气的转化率．总反应式为：N2+3H2?2NH3．则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入
    阳
    阳
    极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；在另一电极通入N2，该电极反应式为
    N2+6H++6e-=2NH3
    N2+6H++6e-=2NH3
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    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（掺有少量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压力1.0×105 Pa、反应时间3h）：
    T/K 303 313 323 353
    NH3生成量/（10-6 mol） 4.8 5.9 6.0 2.0
    相应的化学方程式：N2（g）+3H2O（l）?2NH3（g）+
    3
    2
    O2（g）△H=+765.2kJ?mol-1
    回答下列问题：
    （1）该反应在较低温度下能否自发进行？
     
    ；
    （2）从323K到353K，氨气的生成量减少的原因
     
    ；
    （3）请画出上述反应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1，并进行必要标注；
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    （4）工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．设在容积为2.0L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的物质的量之比）为
    4
    7
    ．该条件下反应2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）的平衡常数为
     
    ；
    （5）利用N2和H2可以实验NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：
    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
    则氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
     
    ；
    （6）对反应N2O4（g）?2NO2（g），在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是
     
    ；
    A．A、C两点的反应速率：A＞C
    B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
    C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
    D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
    （7）现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图3所示，其中Y为CO2．写出石墨I电极上发生反应的电极反应式
     
    ；在电解池中生成1molN2O5转移电子的物质的量为
     
    ．

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    科目：高中化学 来源：2011-2012年安徽红星中安工大附中高二下学期期中联考理科化学试卷（带解析） 题型：填空题

    （6分）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO。
    （1）在不同温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g) DH＝a kJ·mol－1的平衡常数K如下表：

    温度/℃
    		1538
    		1760
    		2404
    平衡常数K
    		0.86×10－4
    		2.6×10－4
    		64×10－4
          该反应的△H   0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
    (2)2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应：
    N2(g)＋O2(g)2NO(g)达到平衡时N2的浓度为        。（此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字）
    (3)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(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。相应的热化学方程式如下：
    2N2(g)＋6H2O(1)＝4NH3 (g)＋3O2(g)   DH＝＋1530kJ·mol－1
    则氨催化氧化反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(1)的反应热DH＝        。 （用含a的代数式表示）

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