固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe催化剂、一定压强和温度下合成氨的反应机理...

固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe催化剂、一定压强和温度下合成氨的反应机理如下图所示。下列说法不正确的是（　　　　 ）

A. N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应

B. 吸附在铁表面的N2断裂了N≡N键

C. NH3分子中的N-H键不是同时形成

D. Fe催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率

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2007年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部分变化过程如图所示，下列说法不正确的是(　　 )

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H = −92 kJ/mol

A.升高温度不能提高一段时间内NH3的产率

B.图①→②过程吸热，图②→③过程放热

C.N2在反应过程中三键均发生断裂

D.反应过程中存在−NH−、−NH2等中间产物

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氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。

（1）1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了N2与H2在固体催化剂表面合成氨的反应过程。示意图如下（分别表示N2、H2、NH3）：

图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面，图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，则图③表示　　　　　　　　 。

（2）NaNO2是一种食品添加剂（有毒性，市场上常误与食盐混淆）。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式是：MnO4－＋NO2－＋XMn2＋＋NO3－＋H2O（未配平），X表示的粒子是　　　 　　　　　　 　　 。酸性高锰酸钾　　 　　　　　 　 （“能”或“不能”）鉴别食盐中是否存在NaNO2，理由是___________________

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氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。

（1）1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了N2与H2在固体催化剂表面合成氨的反应过程。示意图如下（分别表示N2、H2、NH3）：

图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面，图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，则图③表示_________________。

（2）NaNO2是一种食品添加剂（有毒性，市场上常误与食盐混淆）。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式是：MnO4－＋NO2－＋XMn2+＋NO3－＋H2O （未配平）。下列有关叙述正确的是____________。

a．NaNO2属于硝酸盐　　　　 　 　　 b．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4

c．反应过程中溶液的pH减小　 d．X表示的粒子是OH－

（3）工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为：

2NH3（g）＋CO2（g） CO（NH2）2（l）＋H2O（l）。

①已知该反应平衡常数K195℃＜K165℃，则该反应的△H____________0（填“＞”“=”或“＜”）。

②T1℃时，在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比） = x，如图是CO2平衡转化率（α） 与氨碳比（x）的关系。

其它条件不变时，α随着x增大而增大的原因是________________________；图中的B点处NH3的平衡转化率为________________。

③当x=2，上述反应至5 min时各物质的浓度不再发生变化，测得体系压强变为开始时的。反应结束后，分离得到90 g尿素。

计算0～5 min内该反应的平均速率υ（CO2）= ______________，该反应的平衡常数K=___________，达到平衡后NH3的物质的量浓度为____________。

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合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。

（1）化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程，示意如下图：

下列说法正确的是____（选填字母）。

A．①表示N2、H2分子中均是单键

B．②→③需要吸收能量

C．该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成

（2）氨气分解反应的热化学方程式如下：2NH3（g）N2（g）＋3H2（g）　△H，若N三N键、H一H键和N一H键的键能分别记作a、b和c（单位：kJ·mol－l），则上述反应的△H＝___kJ·mol一1。

（3）研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率（m mol．min一1）。

①不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是___（填写催化剂的化学式）。

②温度为T，在一体积固定的密闭容器中加入2 molNH3，此时压强为P0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50％，则该温度下反应2NH3（g）N2（g）十3H2（g）用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝___。[己知：气体分压（p分）＝气体总压（p总）x体积分数]

（4）关于合成氨工艺的理解，下列正确的是___。

A．合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右，可用勒夏特列原理解释

B．使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时NH3的产量

C．合成氨工业采用10 MPa一30 MPa，是因常压下N2和H2的转化率不高

D．采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化

（5）下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数[（NH3）]。

①若分别用vA（NH3）和vB（NH3）表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA（NH3）____vB（NH3）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在250℃、1.0×104kPa下，H2的转化率为______%（计算结果保留小数点后1位）。

（6）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH3产率增大，但温度高于900℃后，单位时间内NH3产率逐渐下降的原因________。

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合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。

（1）化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程，示意如下图：

下列说法正确的是____（选填字母）。

A．①表示N2、H2分子中均是单键

B．②→③需要吸收能量

C．该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成

（2）氨气分解反应的热化学方程式如下：2NH3（g）N2（g）＋3H2（g）　△H，若N三N键、H一H键和N一H键的键能分别记作a、b和c（单位：kJ·mol－l），则上述反应的△H＝___kJ·mol一1。

（3）研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率（m mol．min一1）。

①不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是___（填写催化剂的化学式）。

②温度为T，在一体积固定的密闭容器中加入2 molNH3，此时压强为P0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50％，则该温度下反应2NH3（g）N2（g）十3H2（g）用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝___。[己知：气体分压（p分）＝气体总压（p总）x体积分数]

（4）关于合成氨工艺的理解，下列正确的是___。

A．合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右，可用勒夏特列原理解释

B．使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时NH3的产量

C．合成氨工业采用10 MPa一30 MPa，是因常压下N2和H2的转化率不高

D．采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化

（5）下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数[（NH3）]。

①若分别用vA（NH3）和vB（NH3）表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA（NH3）____vB（NH3）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在250℃、1.0×104kPa下，H2的转化率为______%（计算结果保留小数点后1位）。

（6）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH3产率增大，但温度高于900℃后，单位时间内NH3产率逐渐下降的原因________。

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2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家格哈德·埃特尔，以表彰其在固体表面化学研究领域作出的开拓性贡献。下图是氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程示意图，下列有关合成氨反应的叙述中不正确的是（　　 ）

A.过程②需吸收能量，过程③则放出能量

B.常温下该反应难以进行，是因为常温下反应物的化学键难以断裂

C.在催化剂的作用下，该反应的△H变小而使反应变得更容易发生

D.该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成

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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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（12分） 1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如下图：

（1）图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______，__ ____。

（2）已知：4NH3(g) + 3O2(g) = 2N­­2(g) + 6H2O(g);　　 ΔH=　 - 1266.8 kJ/mol

N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ;　 ΔH = + 180.5kJ/mol， 氨催化氧化的热化学方程式为___ _______。

（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动。

①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN2，0.4molH2，0.4molNH3，此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为_____ _______；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN2，平衡将____ ______（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

②向A、B两容器中均通入xmolN2和ymolH2，初始A、B容积相同，并保持温度不变。若要平衡时保持N2在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为__ __。

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化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下：

下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是

A. 该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成

B. 在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂

C. 过程②需吸收能量,过程③则放出能量

D. 常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成

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