题目内容
（8分）科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h）：
| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3生成量/（10-6mol） | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下：
N2（g）+3H2O（l）====2NH3（g）+O2（g） ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题：
（1）右图是上述反应在无催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图，请在图中画出在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图。
（2）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。
（3）工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）2NH3（g）。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2（g）和1.60molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为
。计算
①该条件下N2的平衡转化率是 ；
②该条件下反应2NH3（g）N2（g）+3H2（g）的平衡常数为 。
③若温度不变，减小容器体积，则平衡向---------------------------移动，c(NH3)将--------------------
c(N2)将---------------------- （填增大、减小或不变）
（1）画图略。（2分）
（2）升高温度，增大反应物N2的浓度，不断移出生成物(2分)
（3）66.7%（2分）?0.005（2分）
解析:（1）作图要点：①催化剂可降低反应的活化能，但这对各反应前后能量变化并不产生任何影响。
②该反应为吸热反应，所以反应物的总能量要低于生成物的总能量。
（2）该反应的正反应是吸热反应，升高温度，使化学平衡向正反应方向移动，从而增大NH3的生成量，升高温度也能提高反应速率；增大反应物N2的浓度，加快反应速率，并使化学平衡向右移动；不断移出生成物，使平衡向右移动，增大NH3的生成量。
（3）由三行式法计算可知，起始时，c（N2）=0.3mol·L-1。平衡时，c（N2）=0.1 mol·L-1;?c（H2）=0.2 mol·L-1;c（NH3）=0.4 mol·L-1。
①所以N2的平衡转化率。
① 反应2NH3（g）====N2（g）+3H2（g）的平衡常数。
名校课堂系列答案
2NH3（g）．设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2（g）和1.60molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为
N2（g）+3H2（g）的平衡常数．
自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO．| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3生成量/（10-6 mol） | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
| 3 |
| 2 |
回答下列问题：
（1）该反应在较低温度下能否自发进行？
（2）从323K到353K，氨气的生成量减少的原因
（3）请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图1，并进行必要标注；
（4）工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2（g）和1.60mol H2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为
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（5）利用N2和H2可以实验NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：
已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
则氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
（6）对反应N2O4（g）?2NO2（g），在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（7）现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图3所示，其中Y为CO2．写出石墨I电极上发生反应的电极反应式
2NO(g) DH＝a kJ·mol－1的平衡常数K如下表：