题目内容
氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。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1 h)：
| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3生成量/(10－6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝a kJ·mol－1回答下列问题：
(1)此合成反应的a________0；ΔS________0，(填“＞”、“＜”或“＝”)
(2)已知：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 .4 kJ·mol－12H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol－1
则2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2 (g) ΔH＝________kJ·mol－1
(3)从323 K到353 K，氨气的生成量减少的可能原因_________________；
(4)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 .4 kJ·mol－1，分别研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和N2的起始组成比(起始时N2的物质的量均为1 mol)与N2平衡转化率的关系。请回答：
①在上述三种温度中，曲线X对应的温度是________。
②a、b、c三点H2的转化率最小的是________点、转化率最大的是________点。
③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 mol 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________ 。
⑴)＞ ＞
(2)＋1530 kJ·mol－1
(3)氨气在高温下被氧气氧化(或：在较高温度时催化剂活性降低，反应还没有达到平衡状态)
(4)① T1 ②c b ③5.0×10－3
解析
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案（1）常温下，将2种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合，实验数据如下：
| 组别 | 一元酸 | NaOH | pH |
| 甲 | c(HX)=0.1mol/L | c(NaOH)=0.1mol/L | pH=9 |
| 乙 | c(HY)=c1mol/L | c(NaOH)=0.1mol/L | pH=7 |
①甲组实验的混合溶液中离子浓度由大到小顺序为 。由水电离出的c(OHˉ)= mol/L。
②乙组实验中HY为强酸，则HY溶液的c1 （填“<”、“=”或“>”）0.1。
（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag－ZSM－5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n(NO)/n(CO)比例变化情况如下图。
①为达到NO转化为N2的最佳转化率，应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为 、 。
②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物生成无污染的物质。CH4与NO2发生反应的化学方程式为 。
（3）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) △H下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 | 523K | 573K | 623K |
| 平衡常数(K) | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H 0（填“<”、“=”或“>”）。
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，则此时的温度为 。
③请在下列坐标中画出②中求得该温度下CO、H2和CH3OH的浓度随时间变化的曲线，并进行适当的标注。
SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1
CO(g)＋H2(g)；
H2(g)＋CO2(g)。
2NH3(g)，ΔH＜0，测得压强－时间图像如图甲，测得p2＝0.6p1，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件，得到如乙图像。
CO(g)＋3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4，测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示：0～4 s内，用CO(g)表示的反应速率为____________。
CO2(g)＋H2(g)甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
（1）一定条件下发生反应：
①CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） △H1
②2CO（g）+O2（g） ＝2CO2（g） △H2
③2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） △H3
则CO（g） + 2H2（g） 
CH3OH（g） △H＝ 。
（2）在容积为2L的密闭容器中进行反应： CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ，其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n（CH3OH）与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H 0（填>、<或=）。
（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有____________（填字母）。
| A．缩小容器体积 |
| B．降低温度 |
| C．升高温度 |
| D．使用合适的催化剂 |
（4）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2O
CO+3H2，T℃时，向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH4的转化率为50% ，计算该温度下的平衡常数 （结果保留小数点后两位数字）。（5）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
①B极的电极反应式为 。
②若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，当电路中转移1mole-时，实际上消耗的甲醇的质量比理论上大，可能原因是 。
（6）25℃时，草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸钾溶液20ml，能否产生沉淀 （填“能”或“否”）。
碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)=6AlCl(g)＋6CO(g) △H＝a kJ·mol－1
3AlCl(g) ＝2Al(l)＋AlCl3(g) △H＝b kJ·mol－1
反应Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的△H= kJ·mol－1（用含a、b的代数式表示）；
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol－1在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
| 时间（mol/L） 浓度（mol/L） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
| N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
| CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是 （填字母编号）。
a．通入一定量的NO b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂 d．适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q 0（填“>”或“<”）。
④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 （填选项编号）。
a．单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
b．反应体系的温度不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变
d．反应体系的压强不再发生改变
（3）铝电池性能优越，Al—Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示：
请写出该电池正极反应式 ；常温下，用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液（过量），消耗27mg Al，则电解后溶液的pH＝ （不考虑溶液体积的变化）。
（10分）某研究小组为了研究不同条件下金属铝粉在过量稀硫酸中的溶解性能，设计如下实验。已知：c(H2SO4)="4.5" mol·L－1，反应均需要搅拌60min。
| 编号 | 温度/℃ | 加入某盐 | H2SO4体积/mL | H2O体积/mL | 铝粉加入量/g | 铝粉溶解量 /g |
| ① | 20 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.0307 |
| ② | 80 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.1184 |
| ③ | t1 | 不加 | 20 | V1 | 2.0050 | ﹨ |
| ④ | t2 | 5 mL0.01 mol·L－1 CuSO4溶液 | 20 | V2 | 2.0050 | ﹨ |
为了获得铝粉溶解量，还需要测量的数据是 。
（2）实验①和③是为了研究硫酸的浓度对该反应的影响，则t1= ℃，V1= mL。
（3）实验③和④是为了研究加入CuSO4溶液对该反应的影响，则t2= ℃，V2= mL。
研究表明，在相同条件下加入少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是 。
