（16分）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。(1)一定条件下...

（16分）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。

(1)一定条件下，在一个密闭容器中充入气体：N₂ 2mol、H₂ 6mol，达平衡后N₂的转化率为50%，同时放热92.3KJ。该反应的热化学方程式为：______________________________。

(2)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为：N₂+3H₂2NH₃ 。

①该反应的平衡常数K的表达式为：K=______________。升高温度，K值______（填“增大”“减小”或“不变”）。

②不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH₃的物质的量分数见下表（N₂和H₂的起始物质的量之比为1∶3）。分析表中数据，________（填温度和压强）。时H₂转化率最高，实际工业生产中不选用该条件的主要原因是________。

③下列关于合成氨说法正确是________（填字母）

A．使用催化剂可以提高氮气的转化率

B．寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向

C．由于ΔH<0、ΔS>0，故合成氨反应一定能自发进行

(3)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其装置为用铂黑作为电极，加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入氨气。其电池反应为4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，你认为电解质溶液应显________ 性(填“酸性”、“中性"、“碱性”)，写出负极电极反应式________。

(4)工业上净化处理铬污染方法之一是：将含K₂Cr₂O₇酸性废水放入电解槽内，加入适量的NaCl，以Fe和石墨为电极进行电解。经过一段时间后，生成Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀除去（已知K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38，K_sp[Cr(OH)₃]=6.0×10^-31）。

已知电解后的溶液中c(Fe³⁺)为2.0×10^-13mol/L，则溶液中c(Cr³⁺)为mol/L。

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氨是最重要的化工产品之一。

（1）已知合成氨的反应是一个典型的可逆反应，在一个一定容积的密闭容器中加入1 mol 氮气和3mol 氢气，在一定条件下发生反应合成氨气，当反应物转化率达10%时，测得放出的热量为9.24kJ，请写出该条件下合成氨反应的热化学方式：　 　　　　　　 　　　 。

（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为[Cu(NH3)2CH3COO](l)＋CO(g)＋NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l) ΔH<0

吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是__________。(填字母)

A．高温、高压　　 B．高温、低压　　 C．低温、低压　　 D．低温、高压

（3）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g) ΔH<0

某温度下，向容积为100L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的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为__________。右图中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s，保持其他条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。

（4）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表：

现有常温下0.1mol·L－1的(NH4)2CO3溶液，

①你认为该溶液呈__________(填“酸”、“中”或“碱”性)，原因是__________________。

②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中不正确的是_________。

A．c(NH4＋)>c(CO32－)>c(OH-)>c(H+)

B．c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(HCO3－)＋c(OH－)＋c(CO32－)

C．c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(H2CO3)＝0.1mol·L－1

D．c(NH4＋)＋c(NH3·H2O)＝2c(CO32－)＋2c(HCO3－)＋2c(H2CO3)

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甲醇（CH3OH）是重要的溶剂和替代燃料。CO和H2的混合气体俗称合成气，可以在一定条件下制备CH3OH。

（1）若在密闭容器中充入CO和H2，研究其它条件不变时温度对合成甲醇反应影响：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，实验结果如图所示。

①温度高低比较：T1____T2。

②下列判断正确的是______________。

A.该反应是放热反应

B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

C.由 T1到T2，ΔS减小

D.处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大

③在T1温度时，将1.00molCO和2.00molH2充入1.00L恒容密闭容器中，充分反应达到平衡后，若容器内气体的压强减小到开始时的一半，此时CO的转化率为______________，平衡常数为________________。（填计算结果）

（2）在一个恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，在不同时间测定的各成分物质的量浓度如下表：

① CO的平均反应速率v(0min～10min)/ v(10min～20min)＝________________。

② 若在第30min时改变了反应条件，改变的反应条件可能是______________。

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甲醇（CH3OH）是重要的溶剂和替代燃料。CO和H2的混合气体俗称合成气，可以在一定条件下制备CH3OH。

（1）若在密闭容器中充入CO和H2，研究其它条件不变时温度对合成甲醇反应影响：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，实验结果如图所示。

①温度高低比较：T1____T2。

②下列判断正确的是______________。

A.该反应是放热反应

B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

C.由 T1到T2，ΔS减小

D.处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大

③在T1温度时，将1.00molCO和2.00molH2充入1.00L恒容密闭容器中，充分反应达到平衡后，若容器内气体的压强减小到开始时的一半，此时CO的转化率为______________，平衡常数为________________。（填计算结果）

（2）在一个恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，在不同时间测定的各成分物质的量浓度如下表：

① CO的平均反应速率v(0min～10min)/ v(10min～20min)＝________________。

② 若在第30min时改变了反应条件，改变的反应条件可能是______________。

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CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g)　 △H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率______________（填“升高”或“降低”），△H_____0（填“>”或“<”）。

②根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝______________mol·L-1·min-1；计算该反应的平衡常数K＝_____________。

③若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是____________（填字母编号）。

A.加入合适的催化剂　　　　　　　　　　　 B.适当缩小容器的体积

C.通入一定量的NO　　　　　　　　　　　 D.加入一定量的活性炭

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝-49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝-24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________________。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_______________________。

（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。

①若某次捕捉后得到pH=10 的溶液，则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K2(H2CO3)=5×10-11]。

②欲用2LNa2CO3溶液将4.66gBaSO4 固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10]。（忽略溶液体积的变化）

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CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入足量的活性炭和一定量的NO，发生反应C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g)　 △H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝____________mol·L-1·min-1；计算该反应的平衡常数K＝_____________。

②若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是____________（填字母编号）。

A.加入合适的催化剂　　　　　　　　　　　 B.适当缩小容器的体积

C.通入一定量的NO　　　　　　　 　　　 D.加入一定量的活性炭

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率___________（填“升高”或“降低”），△H______0（填“>”或“<”）。

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝-49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝-24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_________________________。

（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。

①若某次捕捉后得到pH=10 的溶液，则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K2(H2CO3)=5×10-11]。

②欲用2LNa2CO3溶液将4.66gBaSO4 固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10]。（忽略溶液体积的变化）

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（10分）硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：

（1）以N₂和H₂为原料合成氨气。一定温度下，在密闭容器中充入ImolN₂和3molH₂发生反应。若容器容积恒定，达到平衡状态时，气体的总物质的量是原来的，则N₂的转化率________；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N=的转化率为，则________（‘填“>”、“<”或“=”）。

（2）用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

4NH₃+5O₂4NO+6H₂O    4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上需要加水的质量为________

吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）

（3）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂,NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂。若在标准状况下有NO、NO₂的混合气体（不考虑N₂O₄）恰好与50mL 1． 0 mol·L^-1的Na₂CO₃溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量的比为4：1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?（请写出计算过程）

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甲醇是一种重要的化工原料。甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源，具有广泛的应用前景。现有如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CH3OH和1molH2O，一定条件下发生反应：CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。　

①已知：CH3OH (g)+ O2 (g) CO2(g) + 2H2 (g)　 H1= —192.9kJ/mol　

H2(g)+ O2 (g) H2 O(g)　 H2= —120.9kJ/mol　

则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变△H3=_____　　　　　　　　　　　　　 。　

②10~30 min内，氢气的平均反应速率v(H2)＝___________mol/(L·min)。　

③该反应的平衡常数表达式为K=__________________。　

④下列措施中能使平衡时n(CH3OH)／n(CO2)减小的是(双选)___________。　

A．加入催化剂　　　　　　　　　　 B．恒容充入He(g)，使体系压强增大　

C．将H2(g)从体系中分离　　 D．再充入1molH2O　

（2）甲醇在催化剂条件下可以直接氧化成甲酸。　

①在常温下，用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液过程中，当混合液的pH=7时，所消耗的V(NaOH)___(填“＜”或“＞”或“＝”) 20. 00 mL。　

②在上述滴定操作中，若将甲酸换成盐酸，请在图中的相应位置画出相应的滴定曲线。(1滴溶液约0.04mL)　

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