题目内容

N2+3H2
催化剂
2NH3，是工业上制造氮肥的重要反应．下列关于该反应的说法正确的是（　　）
A．增加N2的浓度能加快反应速率
B．降低体系温度能加快反应速率
C．使用催化剂不影响反应速率
D．若反应在密闭容器中进行，N2和H2能100%转化为NH3
A．反应物的浓度增大，反应速率增大，故A正确；
B．升高温度能增大反应速率，则降低温度减小反应速率，故B错误；
C．加入催化剂能增大反应速率，故C错误；
D．该反应为可逆反应，反应物的转化率不可能达到100%，故D错误．
故选A．
练习册系列答案
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如图，a曲线是198K、101kPa时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是（　　）
写出下列反应的化学方程式
（1）工业合成氨
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
=2NH3，
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
=2NH3，
；
（2）氯碱工业主反应
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑
；
（3）氯化铝与氨水反应（离子方程式）
Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
；
（4）铝与氢氧化钠溶液反应
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
；
（5）铜与稀硝酸反应（离子方程式）
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
；
（6）二氧化硫使溴水褪色
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
；
（7）工业制漂白粉
2C12+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，
2C12+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，
．
下图是部分短周期元素的单质及其化合物（或其溶液）的转化关系，已知B，C，D，E是非金属单质，且在常温下都是气体；化合物G的焰色反应为黄色，化合物I和J通常状况下呈气态；反应①是化工生产中的一种重要固氮反应．请回答下列问题：
（1）写出化学式：D
H2
H2
  F
Na2O2
Na2O2
  J
NH3
NH3
；
（2）写出F的电子式
；
（3）写出D和E的化学方程式：
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3

（4）写出化合物G和I的离子方程式：
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
．
（2012?开封一模）[选修2-化学与技术]合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，其中发生的化学反应方程式为
N2+3H2
催化剂
高温高压
2NH3
N2+3H2
催化剂
高温高压
2NH3
，设备A的名称是
合成塔
合成塔
；
（2）设备B中m和n是两个通水口，入水口是
n
n
（填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因是
高温气体从冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好
高温气体从冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好
；
（3）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是
液化
液化
，
分馏
分馏
；
（4）天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气．下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗．
原料 天然气 重油 煤
相对投资费用 1.0 1.5 2.0
能量消耗/J?t-1 28109 38109 48109
①依据上表信息，你认为采用
天然气
天然气
为原料最好；
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式：
CH4+H2O
   高温   
.
催化剂
CO+3H2
CH4+H2O
   高温   
.
催化剂
CO+3H2
；
③已知C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ/mol；
2CO2（g）+O2（g）═CO2（g）△H=-566kJ/mol；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ/mol；
试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
C（S）+H2O（g）
 高温 
.
 
CO（g）+H2（g） △H=+131KJ/mol
C（S）+H2O（g）
 高温 
.
 
CO（g）+H2（g） △H=+131KJ/mol
；
（5）在合成氨生产中，将生成的氨及时从反应后的气体中分离出来．运用化学平衡的知识分析这样做的理由：
移走氨气，减小生成物浓度，平衡右移，有利于氨合成
移走氨气，减小生成物浓度，平衡右移，有利于氨合成
．
氢气和氨气都属于无碳清洁能源．
（1）镍氢碱性充电电池被誉为“绿色化学电源”，放、充电时的反应：2NiOOH+H2
充电
放电
2Ni（OH）2．放电时，正极的电极反应式为
NiOOH+e-+H2O=Ni（OH）2+OH-
NiOOH+e-+H2O=Ni（OH）2+OH-
，充电时，该电极应与电源的
正
正
（填“正”或“负”）极相连．
（2）氨在空气中燃烧，生成水和氮气．已知：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=-572kJ?mol-1
则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程为：
4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）；△H=-1531.2kJ?mol-1
4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）；△H=-1531.2kJ?mol-1
．
（3）研究表明工业上合成氨反应 （N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3） 在25℃、400℃的平衡常数分别为5×105和200．
①合成氨是
放热
放热
反应（填“放热”或“吸热”）．
②合成氨选择400～500℃的原因是：
加快反应速率，催化剂活性最大
加快反应速率，催化剂活性最大
．
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应，下表中为各物质在不同时刻的浓度．
时间/min c（N2）/mol?L-1 c（H2）/mol?L-1 c（NH3）/mol?L-1
0 0.6 1.8 0
5 0.48 X 0.24
10 0.26 0.78 0.68
0～5min，H2的平均反应速率v（H2）=
0.072mol/L．min
0.072mol/L．min
．反应在5分钟时，条件发生了改变，改变的条件可能是
a
a
（填序号）．
a．使用催化剂       b．降低温度       c．增加氢气的浓度        d．分离出NH3
（4）在-50℃时，液氨中存在电离平衡NH3（l）?NH4++NH2-，离子积常数
K=c（NH4+）?c（NH2-）．若一定条件下，平衡时c（NH2-）=1×10-15mol?L-1，
下列说法正确的是：
a．在液氨中加入NaNH2，液氨的离子积常数增大
b．此温度下液氨的离子积常数为1×10-30
c．液氨在-50℃的电离程度比常温下纯水的大．

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