题目内容

大气固氮和合成氮是周氮的重要形式。下表是大气固氮和合成氨的部分K值:

 
N2+O22NO
N2+3H22NH3
温度
25℃
2000℃
25℃
400℃
平衡常数K
3.84×10-31
0.1
5×108
200
 
(1)大气固氮是_______(“吸热”、“放热”)反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是______________________________________。
(2)工业合成氨原料气的制备主要方法如下:
①以空气为原料制备N2,其方法是______________________________________。
②以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为____________________、__________________。
H2中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收,以防止合成氨时催化剂中毒:
CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq) Cu(NH3)2AC·CO(aq)+Q(Q>0)
要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可________(“升”“降”)温、____(“增”“降”)压。
(3)液氨和水类似,也能自离解(电离):NH3+NH3NH4++NH2-。
①液氨的离子积可以表示为________________。
②25℃时,液氨的离子积K=1.0×10-30。若将NaNH2固体加入液氨中,则所得溶液中不存在的关系式是(设温度保持不变)_________ (选填编号)
a.c(Na+)=c(NH2-)    b.c(NH4+)·c(NH2-)=1.0×10-30     c.c(NH2-)> c(NH4+)
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为_______________________。

(1)吸热(1分);寻找常温下能发生反应的催化剂(1分)。
(2)①将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气。(或将碳在空气中燃烧,除去CO2)(1分)。
②C(s)+ H2O (g)CO+ H2(1铃);CO+ H2O (g)CO2+ H2O(1分);升、降(2分)。
(3)① K= c(NH4+)?c(NH2-)(1分)  ②a(2分)
(4)NH4++ NH2-→2NH3(2分)

解析试题分析:(1)根据表中数据,温度升高,平衡常数增加,说明大气固氮是吸热反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是寻找常温下能发生反应的催化剂。
(2)①以空气为原料制备N2,其方法是将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气。(或将碳在空气中燃烧,除去CO2)。②以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为C(s)+ H2O (g)=CO+ H2(1铃);CO+ H2O (g)=CO2+ H2O。CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq) Cu(NH3)2AC·CO(aq)+Q(Q>0)正反应是放热反应, 要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可升温降压,可使平衡左移即可。
(3)NH3+NH3NH4++NH2-。①液氨的离子积可以表示为K= c(NH4+)?c(NH2-)。②由于液氨能电离出NH2-,当加入NaNH2时电离出NH2-的量和钠离子的量肯定相等,但加上原NH2-时,就有c(Na+)<(NH2-) ,a错误;
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为NH4++ NH2-→2NH3。
考点:本题考查化学平衡常数的运用,平衡移动和电离平衡对离子的分析。

练习册系列答案
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氮是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) △H=" -" 92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,平衡时测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为      。
此温度下该反应的平衡常数K=          。
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是           。
a.向容器中按原比例再充入原料气
b.向容器中再充入惰性气体
c.改变反应的催化剂
d.液化生成物分离出氨
(2)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0体系中,各成分浓度随时间的变化如图:

①用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。
②能说明该反应已经达到平衡状态的是 _________。
a.v(NO2)=2v(O2)   
b.容器内压强保持不变     
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_________。
a.及时分离出NO2气体           b.适当升高温度 
c.增大O2的浓度                 d.选择高效的催化剂
(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1 200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是______(填代号)。

如图所示的装置中发生反应2A2(g)+B2(g)2C(g);△H=" -a" kJ/mol(a >0),已知P是可自由滑动的活塞。在相同温度时关闭K,向A, B容器中分别充入2mol A2和1mol B2两容器分别在500℃时达平衡,A中C的浓度为w1 mol/L,放出热量 b kJ,B中C的浓度为w2 mol/L,放出热量 c kJ。请回答下列问题:
(1)此反应的平衡常数表达式为______________________;若将温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____________(增大、减小或不变)。
(2)比较大小:w1_____ w2(填>、=、<),a、b、c由大到小的关系 ______________________。
(3)若打开K,一段时间后重新达平衡,容器B的体积将______________________(填增大,减小或不变)。
(4)若让A,B体积相等且固定P,在B中改充入4mol A2和2mol B2,在500℃时达平衡后C 的浓度为w3 mol/L,则 w1,w3的关系______________________。
(5)能说明A中已达到平衡状态的是            (填序号,有一个或多个选项符合题意)。
a、v(C)=2v(B2)                  
b、容器内气体压强保持不变
c、容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化             
d、容器内的气体密度保持不变
(6)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_____________。
a、及时分离出C气体             b、适当升高温度
c、增大B2的浓度                  d、选择高效的催化剂

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