题目内容

已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在高温、高压和催化剂存在条件下发生反应。下列有关说法正确的是（   ）

A．最终可以生成2mol NH3

B．达到化学平衡状态时，正反应和逆反应的速率都为0

C．达到化学平衡状态时，容器中N2、H2和NH3的物质的量之比为1∶3∶2

D．达到化学平衡状态时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化

 

D

解析:化学平衡状态是正逆反应速率相等的一个动态平衡，各物质的浓度不再改变，但各物质间没有确定的比例关系，所以该反应不可能性进行到底，最终生成氨气小于2 mol；

 

练习册系列答案
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（2011?宁波模拟）一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下，N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和氧气． 已知：
化学键 N≡N H-O N-H O=O
键能/kJ?mol-1 945 463 391 498
（1）请根据以上信息，写出“人工固氮”新方法的热化学方程式：
N2（g）+3H2O（g）2NH3（g）+
3
2
O2（g）；△H=+630kJ?mol-1
N2（g）+3H2O（g）2NH3（g）+
3
2
O2（g）；△H=+630kJ?mol-1
；
（2）进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（反应时间3h）：
T/℃ 30 40 50
生成NH3量/（10-6mol/L） 4.8 5.9 6.0
①50℃时从开始到3h内以O2物质的量浓度变化表示的平均反应速率为
1.5×l0-6mol/（L?h）（或2.5×l0-8mol/（L?min）
1.5×l0-6mol/（L?h）（或2.5×l0-8mol/（L?min）
；
②与目前广泛应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（请写出两条）
升高温度
升高温度
、
增大压强
增大压强
；
（3）氨是氮肥工业的重要原料．某化肥厂生产铵态氮肥（NH4）2SO4的工业流程如下：

①往沉淀池中装入CaSO4悬浊液后，需先通入足量NH3，再通入CO2的原因是
氨在水中溶解度大，使溶液呈碱性，有利于吸收CO2，增大c（CO32-），促使CaSO4转化为CaCO3，同时生成（NH4）2SO4
氨在水中溶解度大，使溶液呈碱性，有利于吸收CO2，增大c（CO32-），促使CaSO4转化为CaCO3，同时生成（NH4）2SO4
．
②煅烧炉中产生的固态副产品为
CaO（或生石灰）
CaO（或生石灰）
，生产流程中能被循环利用的物质X为
CO2（或二氧化碳）
CO2（或二氧化碳）
．
按要求完成各题
（1）已知，1mol N2（g）与足量O2（g）起反应，生成2mol NO2（g），吸收68kJ的热量．该反应的热化学方程式可表示为：
N2（g）+2O2（g）?2NO2（g）△H=+68KJ/mol
N2（g）+2O2（g）?2NO2（g）△H=+68KJ/mol

（2）写出下列各物质的电离方程式：CH3COOH
?CH3COO-+H+
?CH3COO-+H+
；NH3?H2O
?NH4++OH-
?NH4++OH-

（3）写出下列各物质水解的离子方程式：NaHCO3
HCO3-+H2O?H2CO3+OH-
HCO3-+H2O?H2CO3+OH-
；AlCl3
Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+
Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+

（4）把足量的碳酸钙粉末放入水中，建立的溶解平衡可表示为：
CaCO3（s）?Ca2+（aq）+CO32-（aq）
CaCO3（s）?Ca2+（aq）+CO32-（aq）
．
方程式是化学用语中最重要的部分，请按要求写出下列方程式：
（1）碳酸氢钠在水中的电离方程式为
NaHCO3=Na++HCO3-
NaHCO3=Na++HCO3-
．
（2）实验室制取氢气的化学方程式为
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
．
（3）用离子方程式表示氯化铝水溶液的酸碱性
Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+
Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+
．
（4）已知25℃、101kPa时，16.0g气态肼（N2H4）在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量312kJ，则该热化学反应方程式
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol
．
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
 
．
已知合成氨反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.30kJ?mol-1，在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：
时间（h）
物质的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 n5
H2 4.50 4.20 3.60 n4 n6
NH3 O O．20 n2 1．OO 1．OO
下列说法正确的是（　　）
A、反应3h内，反应速率秒v（N2）为O.17 mol?L-1?h-1
B、此温度下，该反应的平衡常数为O.037
C、反应进行到1小时时放出的热量为9.23 kJ
D、4h时，若再加入1 molN2，达到新的化学平衡时，N2的转化率是原来的两倍

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