题目内容

将1molN2和3molH2进行合成氨试验后，测得反应后混合气体（N2、H2和NH3）的平均摩尔质量为10．2g·mol-1，则N2的转化率约为


  1. A.
    18%
  2. B.
    20%
  3. C.
    25%
  4. D.
    33%
D
设氮气的转化率是x，则消耗氮气是x，氢气是3x，生成氨气是2x，所以有，所以答案选D。
练习册系列答案
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合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义．
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ?mol-1
（1）在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应，下列能表示达到平衡状态的是
ac
ac
（填序号）．
a．混合气体的压强不再发生变化
b．混合气体的密度不再发生变化
c．反应容器中N2的物质的量浓度不再发生变化
d．单位时间内断开a个H-H键的同时形成3a个N-H键
e．三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
f． NH3的生成速率与H2的消耗速率之比为2：3
（2）在恒温恒容的密闭容器中，合成氨反应的各物质浓度变化曲线如图所示．
①前25min 内，用H2 的浓度变化表示的化学反应平均速率是
0.12mol?L-1?min-1
0.12mol?L-1?min-1
．
②在25min 末反应刚好达到平衡，则该温度下反应的平衡常数K=
0.15
0.15
（计算结果保留两位小数），达到平衡时，H2的转化率α=
50%
50%
．若升高温度，该反应的平衡常数值将
减小
减小
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）下列措施中能使n（H2）/n（NH3）增大的有
AC
AC
．
A．升高温度                 B．加入催化剂          C．将N2（g）从体系中分离
D．再充入1molN2和3mol H2E．体积不变，充入He（g），使体系总压强增大．
科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．
（1）传统“人工固氮”的反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．一定温度下，将1molN2和3molH2通入到体积为0.5L的密闭容器中，达到平衡状态时H2的转化率为50%，该温度下该反应的平衡常数K=
4
27
4
27
（用分数表示）．
（2）最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2（g）+6H2O（l）═4NH3 （g）+3O2（g）△H=Q kJ?mol-1
①已知该反应的平衡常数K与温度的关系如右图，则此反应的Q
＞
＞
0 （填“＞”“＜”或“=”）．
②将反应生成的混合气体通入水中即可得氨水．用水稀释0.1mol?L-1氨水，溶液中随着水量的增加而增大的是
D
D
（填字母标号）．
A．
c(NH3?H2O)
c(OH-)
                 B．
c(NH4+)?c(OH-)
c(NH3?H2O)

C．c（H+）?c（OH-）                 D．
c(H+)
c(OH-)

（3）氨催化氧化法制硝酸的主要反应为：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H＜0；在容积为1升的密闭容器中发生该反应，容器内部分物质的含量如下表：
时间/物质的量 n（NH3） （mol） n（O2 ） （mol） n（NO） （mol）
起始 1.600 3.200 0.000
第2min a 2.700 0.4000
第4min 0.600 1.950 1.000
第6min 0.600 1.950 1.000
①反应在第2min到第4min时，NH3的平均反应速率为
0.3
0.3
mol/（L?min）．
②对于上述反应的下列判断，正确的是
D
D
（填序号）．
A．若升高反应体系的温度，平衡时体系中NH3%将减小
B．若增大反应体系的压强，平衡时体系中NO%将增大
C．若升高反应体系的温度，平衡时体系中H2O%将增加
D．不论该反应是否在催化剂存在的条件下进行，平衡时体系中O2%保持不变．

人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。

I.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+）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入_________极（填“阴”或“阳”） ；向另一电极通入N2，该电极的反应式为__________________________。

II.据报道，在一定条件下，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，主要产物为NH3，相应的反应方程式为：2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)   △H＝Q。

（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。

（2）取五份等体积N2和H2O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的Q________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______（选填字母代号），图中△H的绝对值为1530kJ·mol-1。

III.目前工业合成氨的原理是：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)    △H＝－93.0kJ/mol。

回答下列问题：

（1）结合II中的数据，则O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)的△H＝______________。

（2）在一定温度下，将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。

①达平衡时，H2的转化率α1＝______________。

②在相同条件下，若起始时只将NH3置于该容器中，达到平衡状态时NH3的转化率为α2，当α1＋α2＝1时，则起始时NH3的物质的量n(NH3)＝_____________mol。

 
已知一定温度和压强下，合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H=-92．0KJ·mol-1将1molN2和3mol H2充入一密闭容器中，保持恒温恒压，在催化剂存在时进行反应，达到平衡时，测得N2的转化率为
20%。若在相同条件下，起始时在该容器中充入2molNH3，反应达到平衡时的热量变化是
[     ]
A．吸收18．4KJ热量
B．放出18．4KJ热量
C．吸收73．6KJ热量
D．放出73．6KJ热量

已知一定温度和压强下，合成氨反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）；△H=-92．0KJ·mol-1，将1molN2和3mol H2充入一密闭容器中，保持恒温恒压，在催化剂存在时进行反应，达到平衡时，测得N2的转化率为α1，放出热量为Q1。若在相同条件下，起始时在该容器中充入2mol NH3，反应达到平衡时测得NH3的转化率为α2 ，吸收热量为Q2。下列说法错误的是                                                                                                                    （   ）

       A．Q1+ Q2 =  92．0KJ                    B．α1 + α2 = 1

       C．Q1+ Q2 = 184．0KJ                  D．α1/α2 = Q1/ Q2

 

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