题目内容
（14分）合成氨是人类研究的重要课题，目前工业合成氨的原理为：
合成氨是人类研究的重要课题，目前工业合成氨的原理为：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H=-93.0kJ?mol-1，在3个2L的密闭容器中，使用相同的催化剂，按不同方式投入反应物，分别进行反应：
相持恒温、恒容，测的反应达到平衡时关系数据如下：
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 3molH2、2molN2 | 6molH2、4molN2 | 2mol NH3 |
| 达到平衡的时间/min | | 6 | 8 |
| 平衡时 N2的体积密度 | C1 | 1.5 | |
| 混合气体密度/g·L-1 |  |  | |
| 平衡常数/ L2·mol-2 | K甲 | K乙 | K丙 |
a.容器内H2、N2、NH3的浓度只比为1：3：2 b.容器内压强保持不变
c.
d.混合气体的密度保持不变e.混合气体的平均相对分子质量不变
（2）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速度为
= （3）在该温度下甲容器中反应的平衡常数K （用含C1的代数式表示）
（4）分析上表数据，下列关系正确的是 （填序号）：
a.
b.氮气的转化率：
c. 
d.
（5）另据报道，常温、常压下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，生成NH3和O2。已知：H2的燃烧热△H=-286KJ/mol，则由次原理制NH3反应的热化学方程式为
（6）希腊阿里斯多德大学的George Mamellos和Michacl Stoukides,发明了一种合成氨的新方法，在常压下，把氢气和用氨气稀释的氮气分别通入一个加热到
的电解池，李勇能通过的氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，在电解法合成氨的过程中，应将N2不断地通入 极，该电极反应式为 。
（14分，每空2分）（1）be（全对2分，对1个得1分，有错不得分）
（2）0.25mol/(L·min)（单位不写或错写扣1分）
（3）K=4（1-C1）2/C1·(3C1-1.5)3
（4）C
（5）2N2(g)+6H2O(l)="4" NH3(g)+3 O2(g)△H=+1530kJ·mol-1
（6）阴 N2+6H+++6e-==2 NH3
解析试题分析：（1）合成氨反应是反应前后气体物质的量发生变化的可逆反应，所以压强不变时证明已达平衡状态，b正确；容器内的各物质的浓度比符合化学计量数之比时未必是平衡状态，a错误；根据好好的定义，正逆反应速率相等时达平衡状态，氢气的反应速率是氮气反应速率的3倍，c错误；容器的体积不变，所以气体的密度始终不变，d错误；气体的质量不变，而气体的总物质的量变化，当平均相对分子质量不变时已达平衡状态，e正确，答案选be；
（2）根据氮气的体积密度即浓度可计算平衡时氮气的物质的量为3mol，则消耗氮气的物质的量是1mol，氢气的物质的量是3mol，所以用氢气表示的反应速率为3mol/2L/6min="0.25" mol/(L·min);
（3）氮气、氢气的起始浓度分别为1mol/L、1.5mol/L,根据氮气平衡时的浓度可计算消耗氮气的浓度为1- C1，消耗氢气的浓度是3（1- C1），生成氨气的浓度为2（1- C1），根据化学平衡常数的表达式可得K甲=c(NH3)2/c(N2)c(H2)3=4（1-C1）2/C1·(3C1-1.5)3
（4）A、乙容器的反应物浓度是甲容器的2倍，保持恒温、恒容，乙容器相当于在2个甲的基础上又正向移动，氮气的浓度减小，所以2 C1>1.5mol/L,错误；B、把丙的2mol氨气转化为3mol氢气和1mol氮气与丙达到的平衡是等效的。甲与丙相比，甲的氢气浓度大，氮气的转化率高，错误；C、乙容器的气体质量是甲容器的气体质量的2倍，容器的体积都为2L，所以，正确；D、三个容器的温度相同，则化学平衡常数相等，错误，答案选C；
（5）根据盖斯定律N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-93.0kJ?mol-1，①
2 H2（g）+O2（g）="2" H2O(l) △H="-572" kJ?mol-1 ②
则2N2(g)+6H2O(l)="4" NH3(g)+3 O2(g)的△H=①×2-②×3="+1530" kJ?mol-，所以所求热化学方程式为
2N2(g)+6H2O(l)="4" NH3(g)+3 O2(g)△H=+1530kJ·mol-1
（6）氮气中的N元素化合价为0，氨气中的N元素的化合价为-3，所以氮气发生还原反应，则氮气是电解池的阴极；发生的电极反应式为N2+6H+++6e-==2 NH3
考点：考查化学平衡状态的判断，化学平衡常数的计算，盖斯定律的应用，电化学原理的应用，反应速率的计算
（7分）某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如下研究。
| 装置（气密性良好，试剂已添加） | 操作 | 现象 |
 | 打开分液漏斗活塞，逐滴加入浓氨水 | ⅰ．C中气体颜色变浅 ⅱ．稍后，C中出现白烟并逐渐增多 |
（1）浓氨水分解可以制氨气，写出A中反应的化学方程式是 。从平衡移动 的角度分析NaOH固体在氨水分解中的作用 。
（2）现象ⅰ，C中发生的反应为：2NH3(g)＋3Cl2(g)＝ N2(g)＋6HCl(g) ?H=—456 kJ·mol-1
已知：
①NH3的电子式是 。
②断开1mol H－N键与断开1molH－Cl键所需能量相差约为 ，
（3）现象ⅱ中产生白烟的化学方程式是 。
（4）为避免生成白烟，该学生设计了下图装置以完成Cl2和NH3的反应。
若该装置能实现设计目标，则①石墨b电极上发生的是 反应（填“氧化”或“还原”）
②写出石墨a电极的电极反应式： 。
（17分）CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，可以在一定条件下制备甲醇，二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。
（1） 已知：CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
（2）在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
  时间/min物质 浓度 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| CH4 | 0.2mol·L—1 | 0.13 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.09 mol·L—1 |
| H2 | 0 mol·L—1 | 0.2 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.33 mol·L—1 |
②3min时改变的反应条件是____________________（只填一种条件的改变）
（3）已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：p1_______p2
（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时，正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
1等于 ；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
H+(aq) +CH3COO-(aq) △H2="+1.3" kJ/mol
C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH1
把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I： C(s)＋O2(g) = CO2(g)
途径II：先制水煤气： C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃烧水煤气：2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)；
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)；△H1=－393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；△H2=－241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g)；△H3=－283.0kJ·mol-1
请回答下列问题：
（1）CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是 （填“放热反应”或“吸热反应”）
（2）根据盖斯定律，煤和气态水生成水煤气的反应热△H= 。
（3）根据两种途径，下列说法错误的是（ ）
| A．途径II制水煤气时增加能耗，故途径II的做法不可取 |
| B．与途径I相比，途径II可以减少对环境的污染 |
| C．与途径I相比，途径II可以提高煤的燃烧效率 |
| D．将煤转化为水煤气后，便于通过管道进行运输 |