电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表...

电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是（　　 ）

A.在表面氢化机理中，第一步是H+的还原反应

B.在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N2与表面*H原子反应生成*N2H4中间体

C.电化学固氮法较传统工业合成氨将空气中的游离氮固定，具有能耗小、环境友好的优点

D.若竞争反应（析氢反应）的势垒显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于固氮反应

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电化学固氮可以在常温常压下实现氮气的还原合成氨，某课题组提出一种全新的电化学固氮机理——表面氢化机理示意图如下，则有关说法错误的是

A.在表面氢化机理中，第一步是H+的还原反应

B.在表面*H原子与催化剂的协同作用下，N2与表面*H原子反应生成*N2H4中间体

C.电化学固氮法较传统工业合成氨法，具有能耗小、环境友好的优点

D.若竞争反应（析氢反应）的活化能显著低于固氮反应，则析氢反应的速率要远远高于固氮反应

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电催化合成氨法在电能的推动下不受热力学平衡限制，实现N2、H2O常温常压合成氨，如图为N2在不同电极材料表面复化的机制示意图。下列说法正确的是（　　 ）

A.电极材料起吸附作用，不影响N2的氢化过程

B.N2在氢化反应之前需先解离成单独的氮原子

C.电催化合成氨原子利用率100%

D.2.8gN2理论上可以产生0.2NA个NH3分子

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2017年4月，中国科学院长春应用化学研究所研究员张新波课题组提出并论证了基于反应6Li+N22Li3N，通过Li-N2可充电电池直接利用空气中的氮气实现人工固氮的可能性。电Li-N2池的结构如图所示，电解液为LiCF3SO3。下列说法正确的是

A. b极为电池的负极

B. 电池放电时Li+移向a极

C. b极的电极方程式为N2+6Li++6e- = 2Li3N

D. 金属锂在放电过程中发生还原反应

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氨气在工农业生产和国防科技中有着重要应用，科研工作者对其进行着广泛研究。请回答:

(1)某课题组实现了在常温常压下，以氮气和液态水为原料制备氨气，同时有氧气生成。

已知，在一定温度和压强下，由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应，称为该物质的生成热(△H)。常温常压下、相关物质的生成热如下表所示：

上述合成氨反应的热化学方程式为______________________________________。

(2)利用生物电池，以H2、N2为原料合成氨的装置如下图所示。

Q、R均为能化剂，据图示判断，负极反应的催化剂为______(填“Q”或“R”)；正极的电极反应式为_________________________________________。

(3)氨气是工业制硝酸的主要原料之一，催化氧化步骤中发生的主要反应如下：

I. 4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）△H=-906kJ/mol

II.4NH3（g）+3O2（g）2N2（g）+6H2O（g）△H=-1266kJ/mol

将固定比例NH3和O2 的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器，反应产率与温度的关系如图1所示。

①催化氧化步骤中，最适宜的温度为_________________(填“T1”或“T2”)。

②低于T1℃时，NO的产率较低的原因为_____________________________________。

③高于T2℃时，NO的产率降低的可能原因为______________(填选项字母)

A.催化剂活性降低　　 B.平衡常数减小

C.反应活化能增大　　 D.氨气溶于水

④T2℃(T1>T2)时，向20L恒容密闭容器中充人2molNH3和2.75molO2，发生反应

I.反应过程中各物质的物质的量的随时间(t)变化关系如图2所示。

T2℃时，该反应的平衡常数K=________________；5min时，改变了某一外界条件，所改变的条件可能为_________________________________________。

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铝氢化钠（NaAlH4）是有机合成的重要还原剂。某课题组经查阅资料后设计合成铝氢化钠的简易流程如图所示。

已知：①AlCl3、NaH、NaAlH4遇水都能迅速发生反应。

②常温下，可用高锰酸钾、氯酸钾、重铬酸钾、次氯酸钙等与浓盐酸反应制取氯气。

(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应，甚至可能发生爆炸，其原因是_______________。写出铝氢化钠与水反应的化学方程式_____________________。

(2)甲同学设计实验制备无水氯化铝的装置如图所示。

①装置E中干燥管的作用是_______________________。

②点燃装置D处酒精灯之前 需先排尽装置内的空气，其操作方法是________________。

(3)乙同学分析甲同学设计的装置后，认为只改变A、B、D中的试剂就可以用甲同学设计的装置制备NaH。

①试管B中的试剂改为____________________。

②若操作不当，则制得的NaH产品中可能含有的杂质有_________________。

(4)丙同学设计以下4种装置测定铝氢化钠样品的纯度（假设杂质不参与反应）。

从易操作性、准确性角度考虑，宜选装置________。铝氢化钠与水完全反应，冷却至室温的标志是______。

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铝氢化钠（NaAlH4）是有机合成的重要还原剂。某课题组经查阅资料后设计合成铝氢化钠的流程如图所示。

已知：①AlCl3、NaH、NaAlH4遇水都能迅速发生反应。

②常温下，可用高锰酸钾、氯酸钾、重铬酸钾、次氯酸钙等与浓盐酸反应制取氯气。

（1）铝氢化钠遇水发生剧烈反应，甚至可能发生爆炸，其原因是_______

写出铝氢化钠与水反应的化学方程式 _________

（2）甲同学设计实验制备无水氯化铝的装置如图所示。

①装置E中干燥管的作用是_______________________。

②点燃装置D处酒精灯之前 需先排尽装置内的空气，其操作方法是 ______。

（3）乙同学分析甲同学设计的装置后，认为只改变A、B、D中的试剂就可以用甲同学设计的装置制备NaH。

①试管B中的试剂改为____________________。

②若操作不当，则制得的NaH产品中可能含有的杂质有_______。

（4）丙同学设计以下3种装置测定铝氢化钠样品的纯度(假设杂质不参与反应)。

从易操作性、准确性角度考虑宜选装置___。如何判断铝氢化钠与水完全反应：___

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铝氢化钠（NaAlH4）是有机合成的重要还原剂。某课题组经查阅资料后设计合成铝氢化钠的简易流程如图所示。

已知：①AlCl3、NaH、NaAlH4遇水都能迅速发生反应。

②常温下，可用高锰酸钾、氯酸钾、重铬酸钾、次氯酸钙等与浓盐酸反应制取氯气。

(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应，甚至可能发生爆炸，其原因是_______________。写出铝氢化钠与水反应的化学方程式_____________________。

(2)甲同学设计实验制备无水氯化铝的装置如图所示。

①装置E中干燥管的作用是_______________________。

②点燃装置D处酒精灯之前 需先排尽装置内的空气，其操作方法是________________。

(3)乙同学分析甲同学设计的装置后，认为只改变A、B、D中的试剂就可以用甲同学设计的装置制备NaH。

①试管B中的试剂改为____________________。

②若操作不当，则制得的NaH产品中可能含有的杂质有_________________。

(4)丙同学设计以下4种装置测定铝氢化钠样品的纯度（假设杂质不参与反应）。

从易操作性、准确性角度考虑，宜选装置________。铝氢化钠与水完全反应，冷却至室温的标志是______。

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氨有着广泛的用途，可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生反应可生成氨气：

该反应在固定体积的密闭容器中进行，有关说法正确的是_____________（填序号字母）。

A.反应处于平衡状态时，

B.反应达到平衡后，

C.体系的总压强不变，说明反应已达平衡

D.混合气体的密度保持不变，说明反应已达平衡

（2）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有：

    ①

  ②

    ③

请写出上述三个反应中、、三者之间关系的表达式，＝_________。

（3）工业制硝酸的主要反应是：  ＝

①升高温度，反应的K值减小，则Q______（填“>”、“<”或“＝”）0。

②若反应起始的物质的量相同，下列关系图错误的是________（填序号）。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的浓度如下表：

反应在第2 min到第4 min时，O₂的平均反应速率为________。

反应在第2 min时改变了条件，改变的条件可能是______________________________。

该条件下，反应的平衡常数K＝________。

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Ⅰ.化学平衡知识:

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:

2N2(g)+6H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g) ΔH=1530 kJ/mol,

H2O(g)=H2O(1)ΔH=-44.0kJ/mol,

则4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=______kJ/mol。在恒温恒容密闭容器中，当该反应处于平衡状态时，欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，下列措施可行的是_____(填字母)

A.向平衡混合物中充入Ar　　　　　　　　 B.向平衡混合物中充入O2

C.采用更好的催化剂　　　　　　　　　　　　 D.降低反应的温度

（2）①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2+H2O(g)ΔH<0,某温度下，向容器为1L 的密闭容器中通入4molNH3 和2molCO2,该反应进行到40% 时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示在前25s内NH3 的浓度随时间的变化。如果保持其他条件不变的情况下使用催化剂，请在下图中用实线画出c(NH3)随时间的变化曲线____________

②若保持温度和容器体积不变，向平衡体系中再通入2molNH3 和2molH2O,此时v正____v 逆(填“>”、“=”或“<”)

（3）羟胺NH2OH 可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解，在汞电极上NO3可转化为NH2OH,以铂为另一极，则该电解反应的总化学方程式_______.

Ⅱ.溶液中的行为:

（4）常温下，向20 mL 0.2 mol/LH2A 溶液中滴加0.2 mol/LNaOH 溶液。有关微粒物质的量变化如下图所示。

则当v(NaOH)=20mL 时，溶液中离子浓度大小关系:____________.

（5）含有Cr2O72-的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0×10-3mol/L的Cr2O72-。为了使废水的排放达标，进行如下处理:

①该废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O)和H+，发生反应的离子方程式为___________。

②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.0×10-13mol/L，则残留的Cr3+的浓度为______。(已知:Ksp[Fe(OH)3 ]=4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)

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