在生产生活中氮及其化合物的应用和处理已引起广泛关注。（1）合成氨的反应原理为N2(g)+3...

在生产生活中氮及其化合物的应用和处理已引起广泛关注。

（1）合成氨的反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ/mol，如下图所示，将6 mol N2和14 mol H2充入一容积可变的密闭容器中发生反应，反应开始时活塞的位置如图1所示，当反应达到平衡时，活塞位置如图2所示，下列表述能用来判断图2所示状态已达平衡的是________，则该条件下反应的平衡常数为________。

A．活塞不再移动　　　　　　　　　　　　　　　　 B．容器内气体压强不再改变

C．容器内气体密度不再改变　　　　　　　　 D．容器内气体的平均分子质量不再改变

（2）研究者通过探索，发现利用反向燃料电池可以在温和的条件下将电解水制氢与氮、氢反应制氨合并（即将电解产生的活性氢作为中间产物直接还原氮气），其工作原理示意图如下：写出阴极电极方程式________。

（3）SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为：4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g)，

①已知4NH3(g)+ 3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)　 ΔH1 = -1269.0 kJ/mol；

N2(g)+ O2(g)2NO(g)　 ΔH2 = +180.8 kJ/mol　

则反应4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g)的ΔH = ________。

②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应容器中反应10时测得NOx的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，请解释当反应温度高于380℃时NOx的去除率随温度升高先迅速下降后缓慢下降的原因________。

③请在下图中画出反应8min时NOx的去除率随温度变化的曲线。___

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合理应用和处理含氮的化合物，在生产生活中有重要意义。

(1)用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示。

写出总反应化学方程式　　 　　 　　　 　　 。

(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-94.4gKJ·mol-1，恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示。

在2L容器中发生反应，前20min内，v(NH3)=　 　　 　　　 　 ，放出的热量为　 　　 　　　 　 。

25min时采取的措施是　　　　　　 。

③时段III条件下，反应的平衡常数表达式为　　 　　 　　　 　　 (只列计算表达式，不计算)。

(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应：2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)；△H<0。某温度下，向容器为0.1L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的妆花率为50%。图3中的曲线表示在前25s内NH3的浓度随时间的变化而变化。其他条件不变，请在图3中用实线画出使用催化剂后c(NH3)随时间的变化曲线。

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铁及其化合物在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。由此产生的等废气处理意义重大。

（1）将应用于生产清洁燃料甲醇，既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道。其合成反应为。如图为平衡转化率和温度、压强的关系，其中压强分别为。据图可知，该反应为_______反应（填“吸热”或“放热”）。设的初始浓度为，根据时的数据计算该反应的平衡常数_________（列式即可）。若4.0Mpa时减小投料比，则的平衡转化率曲线可能位于II线的_________（填“上方”或“下方”）。

（2）时，向某恒温密闭容器中加入一定量的和，发生反应，反应达到平衡后，在时刻，改变某条件，随时间（t）的变化关系如图1所示，则时刻改变的条件可能是______（填写字母）。

a 保持温度不变，压缩容器　　　　　　　　　 b 保持体积不变，升高温度

c 保持体积不变，加少量碳粉　　　　　　　　 d 保持体积不变，增大浓度

（3）在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器（p总）加入1molCO2与足量的碳，发生反应，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示，①650℃时，该反应达平衡后吸收的热量是___________KJ。②T℃时，若向平衡体系中再充入的混合气体，平衡_______________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

（4）已知25℃时，，此温度下若在实验室中配制100mL 5 mol∙L−1FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2 mol∙L−1的盐酸___________mL（忽略加入盐酸体积）。

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化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 。在lL密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c(N2)随时间的变化如下图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v(NH3)=_______________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的__________、__________(填字母编号)。

a．增大压强　 b．减小压强　 c．升高温度　 d．降低温度　 e．使用催化剂

（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)。

①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c(N2O4)=0.05 mol·L，则该反应的平衡常数K=_______________；

②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，若升高温度，上述反应的平衡常数K将_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2，某时间段内正反应速率随时问的变化如图所示。下列说法正确的是__________(填字母编号)。

A．反应在c点达到平衡状态

B．反应物浓度：a点小于b点

C．时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃时，将amol·L的氨水与b mol·L一1盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a___________b(填“>”、“<”或“=”)；用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数=___________。

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化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH<0。

在l L密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c（N2）随时间（t）的变化如下图所示：实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v（NH3）＝____________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的___________、_________（填字母编号）。

A增大压强　 B减小压强 　 C升高温度 　　 D降低温度　　 E使用催化剂

（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2（g）N2O4（g）。

①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c（N2O4）=0.05 mol/L，则该反应的平衡常数K=_____________；

②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，若升高温度，上述反应的平衡常数K将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2，某时间段内正反应速率随时问的变化如图所示。下列说法正确的是__________（填字母编号）。

A．反应在c点达到平衡状态

B．反应物浓度：a点小于b点

C．Δt1=Δt2时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃时，将a mol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a__b。（填“>”、“<”或“=”）；用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数Kb=________________。

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氨在工农业生产中应用广泛。德国人哈伯发明了合成氨反应，其原理为：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=－92.4kJ/mol。在500℃、20MPa时，将N2和H2通入到体积为2 L的密闭容器中，反应过程中各种物质的物质的量变化如右图所示:

（1）10 min内用NH3表示该反应的平均速率，v(NH3)=　　　　　 。

（2）在10~20min内NH3浓度变化的原因可能是　　　 　　 　　 （填字母）。

A．加了催化剂　　 b．降低温度　　 C．增加NH3的物质的量

（3）该可逆反应达到平衡的标志是__________ （填字母）。

a．3v(H2)正 = 2v(NH3)逆　　　　　　　　　　　　　　　　 b．混合气体的密度不再随时间变化

c．容器内的总压强不再随时间而变化　　　　　　　　 d． N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2

e．单位时间生成m mol N2的同时消耗3 m mol H2　　 f．a mol N≡N键断裂的同时，有6 a mol N—H键合成

（4）第一次平衡时，平衡常数K1＝　 　　 　 （用数学表达式表示）。NH3的体积分数是　 　　 　　 （保留2位小数）。

（5）在反应进行到25min时，曲线发生变化的原因是________________。

（6）已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 ΔH =－92.4 kJ/mol； 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　 ΔH =－483.6kJ/mol，氨气与氧气反应产生氮气和水的热化学方程式是_______________。

（7）氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如右图所示：

① a电极的电极反应式是______________；

② 一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_______________。

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(14分)化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。在lL密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如下图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v(NH3)=__________________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的__________、__________(填字母编号)。

A．增大压强　　　

B．减小压强　　　　

C．升高温度　　　　

D．降低温度　　　　　

E．使用催化剂

（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)。

①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c(N2O4)=0.05 mol/L，则该反应的平衡常数K=_______________；

②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，若升高温度，上述反应的平衡常数K将_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2，某时间段内正反应速率随时问的变化如图所示。下列说法正确的是__________(填字母编号)。

A．反应在c点达到平衡状态　　　　

B．反应物浓度：a点小于b点

C．Δt1=Δt2时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃时，将amol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a______b。 (填“>”、“<”或“=”)；用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数Kb=________________。

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27.（14分）氮是一种非常重要的元素，它的单质和化合物应用广泛，在科学技术和生产中有重要的应用。试回答下列问题：

（1）N2和H2为原料合成氨气的反应为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）　 △H<0，下列措施可以提高H2的转化率是（填选项序号）　　　　　　　 。

a．选择适当的催化剂　　 　　　　　　 b．增大压强　

c．及时分离生成的NH3　　 　　　　　 d．升高温度

（2）在恒温条件下，将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个2L固定容积的密闭容器中，10分钟后反应达平衡时，n（N2）=1.0mol，n（H2）=1.0mol，n（NH3）=0.4mol，则反应速率v（N2）=　　　　　　 mol/(L·min)。

（3）在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g） △H>0

该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如下图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）　　　　　　　　　　　　 。

a．在t1-t­2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态

b．在t2时，采取的措施一定是升高温度

c．在t3-t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态

d．在t0-t5时，容器内NO2的体积分数在t3-t4时值的最大

（4）氨和联氨（N2H4）是氮的两种常见化合物，最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂，用次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）已知：N2(g)+O2(g) = 2NO(g)　　　　 　 △H=+180.5kJ/mol

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　　　　　 △H=－92.4kJ/mol

2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)　　　　　　　 △H=－483.6kJ/mol

若有17 g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为　　　　 。

（6）直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O，电解质溶液一般使用KOH溶液，则负极电极反应式是　　　　　　 ．从理论上分析，该电池工作过程中　　　　 (填“需要”或“不需要”)补充碱(KOH)．

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化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。

(1)汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。

已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 △H=+180.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)　　　 △H=－221.0l kJ·mol-1

CO2(g)=C(s)+O2(g)　　　　 △H=+393.5kJ·mol-1

则①反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=_________kJ·mol-1。

②在600K时，将3.0mol NO、3.6mol CO通入固定容积3L的密闭容器中，20min后，反应达平衡，测得N2的浓度为0.2mol·L-1，则NO的转化率=__________，反应平衡常数K=____________(保留两位有效数字)。

③若改变下列条件之一，达新平衡时NO的体积分数一定减小的是_________(填序号)。

a．增加CO的量　　 b．加入催化剂　　 c．降低温度　　 d．扩大容器体积

(2)某实验小组在研究“反应条件对化学平衡的影响”时做了如下两个实验。

①探究浓度对平衡的影响

已知四氯合钴(Ⅱ)离子(蓝色)与六水合钴(Ⅱ)离子(粉红色)之间存在如下平衡：[CoC14]2-+6H2O [Co(H2O)6]2++4C1-。甲同学向某已呈现紫色的氯化钴溶液中通入HC1，发现溶液变为________色；乙同学向溶液中加水，平衡移动方向为_______(填“向右”、“向左”或“不移动”)，说明原因__________________________________。

②运用数字化实验探究压强对平衡的影响：

将一收集满干燥NO2的注射器与色度计、电脑连接，推压活塞可得到如下实验曲线。

由图可知：增大压强，该混合气体的颜色变化为__________________________。

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氨和肼（N2H4）是氮的两种常见化合物，在科学技术和生产中有广泛应用。回答下列问题：

（1）已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　　 ΔH＝-92.4kJ·mol-1

在恒温、恒容的密闭容器中，合成氨反应的各物质浓度的变化曲线如图所示。

① 计算在该温度下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=________。

② 在第25min末，保持其它条件不变，若将温度降低，在第35min末再次达到平衡。在平衡移动过程中N2浓度变化了0.5mol/L，请在图中画出25-40minNH3浓度变化曲线。________

③ 已知：2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2（g）△H=+1530.0KJ/mol则氢气的热值为_____。

（2）① N2H4是一种高能燃料具有还原性，通常用NaClO与过量NH3反应制得，请解释为什么用过量氨气反应的原因：__________

② 用NaClO与NH3 制N2H4的反应是相当复杂的，主要分为两步：

已知第一步：NH3+ClO-=OH-+NH2Cl

请写出第二步离子方程式：__________________

③ N2H4易溶于水，是与氨相类似的弱碱，己知其常温下电离常数K1=1.0×10-6，常温下，将0.2 mol/L N2H4·H2O与0.lmol/L，盐酸等体积混合（忽略体积变化）。则此时溶液的PH等于________（忽略N2H4的二级电离）。

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