题目内容
已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：
。请回答下列问题：
(1)若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体。1 mol乙通入足量强酸溶液中与H＋反应，反应过程中的能量变化如图。写出乙的一种用途________________。该反应的热化学方程式为___________________________。
(2)若甲是CO2，用CO2和NH3反应可以合成尿素，合成尿素的反应分为如下两步。
第一步：2NH3(l)＋CO2(g)
H2NCOONH4(l)(氨基甲酸铵) ΔH1
第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)(尿素) ΔH2
在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图Ⅰ所示。
①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图Ⅰ所示，则前10 min用CO2表示的第一步反应的速率为________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图Ⅱ所示，则ΔH2________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(1)制氮肥 NH3(g)＋H＋(aq)===NH4+(aq) ΔH＝－(b－c) kJ·mol－1
(2)①二 ②0.148 mol·L－1·min－1 ③＞
解析
对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
（1）N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：
N2(g)+O2(g)=2NO(g) 
H=+180．5kJ·mol-1；
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-483．6 kJ·mol-1；
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =-92．4 kJ·mol-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 。
（2）汽车尾气净化的一个反应原理为：2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) H<0。
一定温度下，将2．8mol NO、2．4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①NO的平衡转化率为 ，0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0．8 mol，则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改变某一反应条件X，反应由原平衡I达到新平衡II，变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。
|
（3）某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池，则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变，下列说法正确的是 (填字母代号)。a．放电过程中，电解质溶液的pH保持不变
b．溶液中的NH4Cl浓度增大，但Cl-离子浓度不变
c．每转移6．02
1023个电子，则有标准状况下11．2L电极反应物被氧化d．为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液
Fe3+(aq)+3OH-(aq) ； ΔH=" a" kJ?mol-1
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。
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1="-867" kJ/mol
N2O4(g) ΔH2="-56.9" kJ/mol
根据下列条件计算有关反应的焓变：
（1）已知：Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)ΔH＝－804．2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH＝－882．0 kJ·mol－1
Na(s)=Na(l) ΔH＝＋2．6 kJ·mol－1
则反应TiCl4(l)＋4Na(l)=Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
（2）已知下列反应数值：
| 反应序号 | 化学反应 | 反应热 |
| ① | Fe2O3(s)＋3CO(g)= 2Fe(s)＋3CO2(g) | ΔH1＝－26．7 kJ·mol－1 |
| ② | 3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g) | ΔH2＝－50．8 kJ·mol－ |
| ③ | Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g) | ΔH3＝－36．5 kJ·mol－1 |
| ④ | FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g) | ΔH4 |
则反应④的ΔH4＝____________ kJ·mol－1。
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。
）与甲醛、氯化氢以物质的量之比1:1:1反应，可获得一种杀虫剂中间体X和H2O。
氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)根据图1提供的信息,写出该反应的热化学方程式: ,在图1中曲线 (填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线。 
(2)在恒容容器中,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间内生成n mol N2的同时生成2n mol NH3
C.混合气体的密度不再改变
D.容器内压强不随时间的变化而变化
(3)一定温度下,向2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,保持体积不变,0.5 min后达到平衡,测得容器中有0.4 mol NH3,则平均反应速率v(N2)= ,该温度下的平衡常数K= 。若升高温度,K值变化 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)为了寻找合成NH3的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
| 实验编号 | T(℃) | n(N2)/n(H2) | p(MPa) |
| ⅰ | 450 | 1/3 | 1 |
| ⅱ | | | 10 |
| ⅲ | 480 | | 10 |
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的特点,在给出的坐标图2中,画出其在1 MPa和10 MPa条件下H2的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。
CH4(g)＋2NO2(g)
N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
| 实验 编号 | 温度 | 时间/min | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
| 1 | 130 ℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
| 2 | 180 ℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | | 0.15 |
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线，并做必要的标注。
(5)根据已知求算：ΔH2＝________。
CH4(g)＋4NO2(g)
4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol－1CH4(g)＋4NO(g)
2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2