科学家一直致力于“人工固氮的方法研究.(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH= -92.4 kJ/mol.该反应的能量变化如图所示.①在反应体系中加入催化剂.反应速率增大.E2的变化是 (填“增大 .“减小或“不变 ).②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中.在一定条件下达到平衡.测得容器内气体题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)ΔH="-92.4" kJ/mol，该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₂的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将0.3 mol N₂和0.5 mol H₂充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的，此时H₂的转化率为；欲提高该容器中H₂的转化率，下列措施可行的是 (填选项字母)。

A．向容器中按原比例再充入原料气

B．向容器中再充入一定量H₂

C．改变反应的催化剂

D．液化生成物分离出氨

(2)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂(掺有少量Fe₂O₃和TiO₂)表面与水发生反应：
2N₂(g)+6H₂O(l)

4NH₃(g)+3O₂(g)
ΔH="+1" 530 kJ/mol
又知：H₂O(l)

H₂O(g) ΔH="+44.0" kJ/mol
则2N₂(g)+6H₂O(g)

4NH₃(g)+3O₂(g) ΔH= kJ/mol，该反应的化学平衡常数表达式为K ，控制其他条件不变，增大压强，K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(1)①减小 ②30% A、D
(2)+1 266 不变

解析

练习册系列答案

相关题目

（1）2012年伦敦奥运会火炬采用丙烷为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：

①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO₂和1 mol H₂O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：___________________________________。
③二甲醚(CH₃OCH₃)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO₂和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO₂和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
（2）盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
①已知：H₂O(g)=H₂O(l)　ΔH₁＝－Q₁ kJ/mol C₂H₅OH(g)=C₂H₅OH(l)　ΔH＝－Q₂ kJ/mol
C₂H₅OH(g)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋3H₂O(g)　ΔH₃＝－Q₃ kJ/mol
若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为________kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO₂，因此无法通过实验直接测得反应： C(s)＋O₂(g)=CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________。

2013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雾霾天气的原因之一。
（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该反应是　　　　反应（填“放热”或“吸热”）。
②在T₂温度下,0～2 s内的平均反应速率v（N₂）=　　　　。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁>S₂,在上图中画出c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是　　　（填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①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。
例如:CH₄（g）+2NO₂（g）N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）ΔH="-867" kJ/mol
2NO₂（g）N₂O₄（g）　ΔH="-56.9" kJ/mol
写出CH₄（g）催化还原N₂O₄（g）生成N₂（g）和H₂O（g）的热化学方程式:　。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO₂和H₂O为原料制备HCOOH和O₂的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为　　　　　　　　。

③常温下,0.1 mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOO^-平衡常数K_h=　　　　。

已知：H₂A的A²^－可表示S2－、SO₄²^—、SO₃²^—、SiO₃²^—或CO₃²^—。
（1）常温下，向20 mL 0.2 mol·L－1 H₂A溶液中滴加0.2 mol·L－1 NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如下图（其中Ⅰ代表H₂A，Ⅱ代表HA－，Ⅲ代表A²^－）。请根据图示填空：

①当V（NaOH）＝20 mL时，溶液中离子浓度大小关系：________。
②等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后，其溶液中水的电离程度比纯水________（填“大”、“小”或“相等”），欲使NaHA溶液呈中性，可以向其中加入_______________________________________________________。
（2）有关H2A的钠盐的热化学方程式如下：
①Na2SO4（s）=Na2S（s）＋2O2（g） ΔH1＝＋1 011.0 kJ·mol－1
②2C（s）＋O2（g）=2CO（g） ΔH₂＝－221.0 kJ·mol－1
则反应③Na₂SO₄（s）＋4C（s）=Na₂S（s）＋4CO（g）　ΔH₃＝________ kJ·mol－1。工业上制备Na2S时往往还要加入过量的碳，同时还要通入空气，目的有两个，其一是利用碳与氧气反应放出的热，维持反应③所需温度；其二是________________________________________。
（3）若H2A为硫酸：t ℃时，pH＝2的稀硫酸和pH＝11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性，则该温度下水的离子积常数KW＝________。

白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P₄O₆，空气充足时生成P₄O₁₀。
(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P₄(s，白磷)＋5O₂(g)===P₄O₁₀(s) ΔH₁＝－2 983.2 kJ·mol^－¹
P(s，红磷)＋O₂(g)===P₄O₁₀(s) ΔH₂＝－738.5 kJ·mol^－¹
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为________________。
(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P₄(s，白磷)＋3O₂(g)===P₄O₆(s)
ΔH＝－1 638 kJ·mol^－¹。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P₄O₁₀与P₄O₆的物质的量之比为________，反应过程中放出的热量为________。
已知白磷和PCl₃的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能
(kJ·mol^－¹)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。

则反应P₄(s，白磷)＋6Cl₂(g)===4PCl₃(s)的反应热ΔH＝________。

Ⅰ．沿海地区有着丰富的海水资源，海水中主要含有Na^＋、K^＋、Ca²^＋、Mg²^＋、Cl^－、SO₄²^－、Br^－、CO₃²^－、HCO₃^－等离子。合理利用资源和保护环境是可持续发展的重要保证。
（1）海水经过处理后可以得到无水氯化镁，无水氯化镁是工业制取镁的原料。试写出电解熔融氯化镁制取金属镁的化学反应方程式。
（2）某化工厂生产过程中会产生含有Cu²^＋和Pb²^＋的污水。排放前拟用沉淀法除去这两种离子，根据下列数据，你认为投入（选填“Na₂S”或“NaOH”）效果更好。

难溶电解质	Cu(OH)₂	CuS	Pb(OH)₂	PbS
K_sp	4．8×10^－20	6．3×10^－36	1．2×10^－15	1．0×10^－28

（3）火力发电在我国的能源利用中占较大比重，但是排放出的SO₂会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：

①天然海水的pH≈8，试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因（任写一个）。
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO₂吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示。

请你根据图示实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中SO₂的吸收效率，提出一条合理化建议：   。
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H₂SO₃、HSO₃^－等分子或离子，使用氧气将其氧化的化学原理是                  （任写一个化学方程式或离子方程式）。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是                        。
Ⅱ．能源是人类生存和发展的重要支柱。研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义。已知下列热化学方程式
①2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l)

H＝－570kJ/mol；
②H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)

H＝－242kJ/mol；
③C(s)+1/2O₂(g)＝CO(g)

H＝—110．5kJ/moL；
④C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)

H＝—393．5kJ/moL；
⑤CO₂(g)+2H₂O(g)＝2CH₄(g)+2 O₂(g)

H＝+890kJ/moL
回答下列问题
（1）上述反应中属于吸热反应的是               。
（2）H₂的燃烧热为△H＝               。
（3）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然难直接测定，但可通过间接的方法求得。已知C(s) + H₂O(g)＝H₂(g)+ CO(g)

H＝akJ/moL；则a＝；该反应的熵

S 0(选填“＞”、“＝”、“＜”)；已知自由能

G＝

H—T

S，当

G＜0时可自发进行。则该反应在什么条件下可自发进行__________________。
（4）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O^2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是。

A．负极的电极反应式为：CO+O^2—―2e^-＝CO₂
B．工作时电极b作正极，O^2—由电极a流向电极b
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)　ΔH₁
反应Ⅱ：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断，ΔH₁______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L^－¹，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(g) ΔH₁＝－1 275.6 kJ·mol^－¹
②2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g) ΔH₂＝－566.0 kJ·mol^－¹
③H₂O(g)===H₂O(l)　ΔH₃＝－44.0 kJ·mol^－¹
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：__________。

污染与环境保护已经成为现在我国最热门的一个课题，污染分为空气污染，水污染，土壤污染等。
（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂(g)＋O₂(g)=H₂O(g) ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)=CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：         。
该反应的平衡常数表达式为K＝        。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是     （选填序号）。
a．Ca(OH)₂      b．CaCl₂c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）为了减少空气中的CO₂，目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用，捕碳剂常用(NH₄)₂CO₃，反应为：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g)＝2NH₄HCO₃(aq) ΔH₃为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，在某温度T₁下，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO₂气体（用氮气作为稀释剂），在t时刻，测得容器中CO₂气体的浓度。然后分别在温度为T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO₂气体浓度，其关系如图，则：

①ΔH₃   0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₄～T₅这个温度区间，容器内CO₂气体浓度变化趋势的原因是：        。
（3）催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中，用H₂将NO₃^-还原为N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强。则反应离子方程式为：   。
②电化学降解NO₃^-的原理如图，电源正极为：       （选填填“A”或“B”），阴极反应式为：        。

氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
（1）氢气燃烧热值高。实验测得，在常温常压下，1 g H₂完全燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。则H₂燃烧热的化学方程式为                    。
（2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH＝－92.4 kJ/mol
①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂、H₂和NH₃的量)，反应速率与时间的关系如下图所示。图中t₁时引起平衡移动的条件可能是        其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是

②温度为T ℃时，将2 a mol H₂和a mol N₂放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%。则反应的平衡常数为

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