题目内容
【题目】合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。
（1）反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的化学平衡常数表达式为__。
（2）请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是__。
序号 | 化学反应 | K(298K)的数值 |
① | N2(g)+O2(g) | 5×10-31 |
② | N2(g)+3H2(g) | 4.1×106 |
（3）某实验室在三个不同条件的密闭容器中，分别加入浓度均为c(N2)=0.100mol/L，c(H2)=0.300mol/L的反应物进行合成氨反应，N2的浓度随时间的变化如图①、②、③曲线所示。
实验②平衡时H2的转化率为__。
据图所示，②、③两装置中各有一个条件与①不同。请指出，并说明判断的理由。
②条件：___理由：___。
③条件：___理由：___。
【答案】K=
氮气与氢气反应的限度（或化学平衡常数）远大于氮气与氧气反应的限度 40% 加了催化剂 因为加入催化剂能缩短达到平衡的时间，但化学平衡不移动，所以①②两装置达到平衡时N2的浓度相同 温度升高 该反应为放热反应，温度升高，达到平衡的时间缩短，但平衡向逆反应方向移动，③中到达平衡时N2的浓度高于①
【解析】
(1)根据平衡常数的概念可知该反应的平衡常数表达式为K=
；
(2)平衡常数越大，反应程度越大，由表中数据可知氮气与氢气反应的限度(或化学平衡常数)远大于氮气与氧气反应的，则工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮；
(3)实验②平衡时H2的转化率为α(H2)=
；
②到达平衡的时间比①短，反应速率更快，但到达平衡时N2的浓度与①相同，化学平衡不移动，故②与①相比加了催化剂；
③到达平衡的时间比①短，反应速率更快，到达平衡时N2的浓度高于①，与①相比平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，故③与①相比温度升高。
【题目】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如下图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键 | H2O中H—O键 | O2中O＝O 键 | H2中H—H键 | H2O2中O—O键 | H2O2中O—H键 |
键能kJ/mol | 463 | 496 | 436 | 138 | 463 |
若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是
A. 总反应为2H2O
2H2↑+O2↑
B. 过程I吸收了926 kJ能量
C. 过程II放出了574 kJ能量
D. 过程Ⅲ属于放热反应
