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氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．
传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为：N₂+3H₂

催化剂

△

2NH₃△H＜0．
（1）该反应的平衡常数K的表达式为：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．降低温度，K值

增大

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH₃的物质的量分数见下表（N₂和H₂的起始物质的量之比为1：3）．分析表中数据，

200℃、100MPa

（填温度和压强）时H₂转化率最高，实际工业生产不选用该条件的主要原因是

压强太高，对生产设备要求也高，难以实现

．

压强（MPa）氨的平衡含量（%）温度（摄氏度）	0.1	10	20	30	60	100
200	15.3	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	2.2	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	0.4	25.1	38.2	47.0	65.2	79.8
500	0.1	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5
600	0.05	4.5	9.1	13.8	23.1	31.4

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氨在国民经济中占有重要的地位，2008年，我国氨产量接近500万吨．下图是合成氨的简要流程．

（1）下表是空气中部分气体的沸点．将空气液化加热分馏，依据下表数据判断，最先气化得到的气体是

氦气

．

气体名称	氨气	氧气	氦气	氖气	氩气	氪气	氚气
沸点/℃	-196	-183	-269	-264	-186	-153	-108

（2）天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气．下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗．

原料	天然气	重油	煤
相对投资费用	1.0	1.5	2.0
能量消耗/J?t^-1	28×10⁹	38×10⁹	48×10⁹

①依据上表信息，你认为采用

天然气

为原料最好．
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式：

CH₄+H₂O

催化剂

.

高温

CO+3H₂

CH₄+H₂O

催化剂

.

高温

CO+3H₂

．
③已知C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394kJ?mol^-1；
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ?mol^-1；
试写出由C于水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式

C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131kJ?mol^-1

．
（3）下表是在某种催化剂作用下用体积比为1：3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据．

NH3含量% 压强/MPa 温度/℃	0.1	10	20	30	60	100
200	15.3	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	2.2	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	0.4	25.1	38.2	47.0	65.2	79.8
500	0.1	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5
600	0.05	4.5	9.1	13.8	23.1	31.4

①依据表中数据判断，合成氨反应N₂+3H₂

2NH₃的△H

＜

（填“＞”、“＜”或“无法判断”）0，请简要说明理由

相同条件下，升高温度，NH₃含量减小，平衡左移，逆反应吸热，正反应放热

；
②该反应的化学平衡常数表达式为

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．
③在300℃、10MPa下，合成氨反应达到平衡时，混合气体的体积是反应开始时的

0.66

倍．

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合成氨工业是极为重要的化学工业，当今对合成氨工业的研究仍然充满活力．其合成原理为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.2kJ/mol．回答下列问题：
（1）如图是合成氨时的能量变化图，图中A、C分别表示

、

，E的大小对该反应的反应热有无影响？

．工业生产中主要用铁触媒作催化剂，当向反应体系中加入铁触媒时，图中的E将

（增大、减小、不变）．当有

1

3

mol的N₂转化为NH₃时，图中△H′=

；
（2）下表是按V（N₂）：V（H₂）=1：3合成氨时NH₃的百分含量与压强、温度的统计数据：

	10	20	30	60
300	52.0	64.2	71.0	84.2
400	25.1	38.2	47.0	65.2
500	10.6	19.1	26.4	42.0

由上表可知：①NH₃的含量随压强的变化是

，②NH₃的含量随温度的变化是

，其原因是

．
（3）若反应时，反应速率v（N₂）为 a mol/L?min，则v（H₂）=

；
（4）在10Pa、400℃时，若以N₂（g）与H₂（g）的物质的量分别为1mol和3mol进行反应，则达到平衡时，N₂（g）的转化率约为

．

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氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．
（1）传统哈伯法合成氨工艺中，N₂+3H₂

催化剂

高温

2NH₃△H＜0
①该反应的平衡常数K的表达式为：K=

=

c2(NH3)

c(N2)?c3(NH3)

=

c2(NH3)

c(N2)?c3(NH3)

．升高温度，K值

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH₃的物质的量分数见下表（N₂和H₂的起始物质的量之比为1：3 ）

压强（Mpa）氨的平衡含（%）温度（摄氏度）	0.1	10	20	30	60	100
200	15.3	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	2.2	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	0.4	25.1	38.2	47.0	65.2	79.8
500	0.1	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5
600	0.05	4.5	9.1	13.8	23.1	31.4

表中数据，

200

℃

100

MPa时H₂的转化率最高，实际工业生产不选用该条件的主要原因是

压强太高，对生产设备要求也高，难以实现，且200℃时反应速率过低

．
③下列关于合成氨说法正确是

C

A、使用催化剂可以提高NH₃的产率
B、寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C、由于△H＜0，△S＞0，故合成氨反应一定能自发进行
（2）最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法．它既有液氢燃料电池的优点，又克服了液氢不易保存的不足．其装置为用铂黑作为电极，加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入氨气．其电池反应为4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O．写出负极电极反应式

2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O

，你认为电解质溶液应显

碱

性（填“酸性”、“中性”、“碱性”），其原因是

NH₃在酸性介质中易转化为NH₄⁺离子

．

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下图是某人的体检结果

项目名称结果单位参考值

①谷丙转氨酶 7 U/L 40

②谷草转氨酶 16 U/L 0—40

③谷酰转肽酶 15 U/L 0—50

④碱性磷酸酶 77 U/L 34—114

⑤总胆红素 12.3 μmol·L^-10—19

⑥总蛋白 70.6 g·L^-160—80

⑦白蛋白 43.9 g·L^-135—55

⑧球蛋白 26.7 g·L^-120—30

⑨白球比 1.6 1.5—2.5

⑩乳酸脱氢酶 161 U/L 114—240

⑾磷酸肌酸激酶 56 U/L 25—200

⑿甘油三酯 0.52 mmol·L^-10—1.71

⒀总胆固醇 4.27 mmol·L^-13.6—5.18

⒁高密度脂蛋白胆固醇 1.57 mmol·L^-11.0—1.6

⒂低密度脂蛋白胆固醇 1.40 mmol·L^-10—3.36

⒃16葡萄糖 4.94 mmol·L^-13.61—6.11

送检日期：2002—09—16 报告日期：2002—09—16

其中用物质的量浓度表示的指标有（）

A.①②③④⑩11 B.⑥⑦⑧

C.⑤⑿⒀⒁⒂⒃ D.⑤⑥⑦⑧⑿⒀⒁⒂⒃

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