题目内容
【题目】氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而含氮化合物的用途广泛，如图表示两个常见固氮反应的平衡常数对数值(lg K)与温度的关系：①N2＋3H2
2NH3，②N2＋O22NO。
根据图中的数据判断下列说法正确的是( )
A.反应①和②均为放热反应
B.升高温度，反应①的反应速率减小
C.在常温下，利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大
D.在1 000 ℃时，反应①和反应②体系中N2的浓度一定相等
【答案】C
【解析】
A. 根据图象①可知温度越高，平衡常数越小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，则该反应的正反应是放热反应；②温度越高，平衡常数越大，说明升高温度，平衡正向移动，正反应方向是吸热反应，故A错误；
B. 升高温度，无论是放热反应还是吸热反应，反应速率都增大，故B错误；
C. 在常温下，根据平衡常数可知：利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大，故C正确；
D. 在1000℃时,反应①和反应②体系平衡常数对数值(lg K)相等，而不是氮气的浓度相等，故D错误；
答案选C。
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【题目】科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
Ⅰ.目前合成氨技术原理为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=－92.4kJ·mol-1。
（1）在一定体积的容器中发生上述反应，下列描述中能说明该反应已达平衡的是______
A.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.2v(NH3)正=v(N2)逆
C.容器中气体的压强保持不变
D.N2、H2、NH3的物质的量之比为1：2：3
（2）673K、30MPa下，向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入0.80mol N2和1.60mol H2，反应3分钟达到平衡时，NH3的体积分数为20%。
①该条件下反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的平衡常数K=_____（精确到小数点后一位）；K值越大，表明反应达到平衡时______
A.H2的转化率一定越高 B.NH3的浓度一定越大
C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大
②若达平衡后再向该容器中充入0.40mol N2和0.40mol NH3，该平衡将______（填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”）。
Ⅱ.根据“人工固氮”的最新研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：2N2(g)+6H2O(1)
4NH3(g)+3O2(g) △H=a kJ·mol-1。进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如表：
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3的生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
（1）此合成反应的a_____0；ΔS______0，（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）已知（K为平衡常数）：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) K1，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) K2，则N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g)的K=______（用K1、K2表示）。
Ⅲ.已知：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) ΔH= -1316kJ·mol-1，氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料，该燃料电池的负极反应式是_______。