氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨...

氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨气的化学家。

(1)下图表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化，据此请回答

①写出氮气和氢气合成氨的热化学方程式：_____________。

②对于合成氨的反应下列说法正确的是_____________(填编号)。

A.该反应在任意条件下都可以自发进行

B.加入催化剂，能使该反应的E和△H都减小

C.若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2

D.该反应属于人工固氮

(2)现在普遍应用的工业合成氨的方法为N2+3H22NH3，是哈伯于1905年发明的，但此法达到平衡时反应物的转化率不高。

①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是_________________。

A.使用的更高效催化剂　　 B.升高温度

C.及时分离出氨气　　 D.充入氮气，增大氮气的浓度（保持容器体积不变）

②若在某温度下，2L的密闭容器中发生N2+3H22NH3的反应，左下图表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0~10min内该反应的平均速率v(H2)=_______________。从11min起，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为_____________________。

A. a　　　 B.b　　　　 C.c　　　　 D.d

(3)随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到500℃的电解池中，采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质里，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氮（装置如右上图）。则钯电极上的电极反应式是_____________________。

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（5分）氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家。

（1）右图表示温度为T K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化， 写出该反应的热化学方程式　　 。

（2）已知在TK温度下合成氨反应在2.00L的密闭容器中进行。得到如下数据：

根据表中数据计算：

①0~1h内N2的平均反应速率为 mol/(L·h)。

②反应进行到2h时放出的热量为　　 kJ。

③此条件下，反应：N2 + 3H2 2NH3 的化学平衡常数K = （保留两位小数）。

④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1mol，化学平衡移动的方向是　　 （填“正反应”或“逆反应”或“不移动”）。

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研究气体在固体表面反应的化学已经成为化学学科的一个重要分支，它涉及生产、生活中的许多重要领域。下列不属于气体与固体作用的表面化学研究领域的是 (　　)。

A．合成氨工业是将氮气和氢气在铁催化剂的表面转化成氨气

B．在燃料电池中，氢气和氧化剂在催化剂表面反应所产生的能量转化为电能

C．汽车中装有催化器，能将尾气中一氧化碳和氮氧化物转化为二氧化碳和氮气

D．加酶洗衣粉的乳化作用能将衣物纤维表面的油渍洗去

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利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义：

（Ⅰ）氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应，其热化学方程式可表示为：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92 kJ·mol^－1。请回答下列问题：

(1)取1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量＿＿＿＿＿92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是＿＿＿＿＿＿＿；若加入催化剂，ΔH　　(填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)已知：分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为：946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为＿＿＿＿＿＿kJ。

(3)N₂H₄可视为：NH₃分子中的H被—NH₂取代的产物。发射卫星用N₂H₄(g)为燃料，NO₂为氧化剂生成N₂和H₂O(g)。

已知：N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)   ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－1

N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)   ΔH₂＝－534 kJ·mol^－1。

则：1 mol N₂H₄完全反应的热化学方程式为________。

（Ⅱ）某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正负极。

(1)若A接E，B接F，而B电极出现________，反应式为________，则说明F为正极；

（2）若铅蓄电池工作时（放电），其E所在电极的电极反应式为：________，充电时该极与外加电源的________极相连。

（3）若用该电池电解Cu(NO₃)₂ 溶液，其电解方程式为 ________

若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO₂的物质的量是________ ；要想CuSO₄溶液恢复原样，需加入的物质是________,质量为________

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（14分）（1）下图是工业氮气和氢气合成1mol氨气过程中能量变化示意图，

请写出该反应的热化学方程式　　　　 　　 　　　 。

（2）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。

已知：C(s，石墨)+O2(g)=C02(g)　　 △H1=-393.5kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　　　　　　 △H2=-571.6kJ·mol-1

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)　 △H3=-2599kJ·mol-1

根据盖斯定律，计算298K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变：△H=____　　 。

（3）将铁片和锌片放在盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中，如下图所示。

正极上发生的电极反应为___　

阴极上发生的电极反应为___　

（4）如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①电池的负极是________(填“a”或“b”)极，负极的电极反应式是 __　　　 _。

②电池工作一段时间后电解质溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”)

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下图是工业生产硝酸的流程。

合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt－Rh合金网。请回答下列问题：

（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氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如下：

分别表示N₂、H₂、NH₃。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）合成氨反应的化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)，写出该反应的化学平衡常数表达式K＝________。在一定温度和压强下，将H₂和N₂按3∶1(体积比)混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH₃的体积分数为15％，此时H₂的转化率为________。

（3）吸收塔中通入空气的目的是________。

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氨气是中学化学中常见的气体，其用途广泛。

（1）工业上氨气可以由氢气和氮气合成。

①该反应的热化学方程式是___。

②450℃，将5molN2和5molH2充入2L恒容密闭容器中发生反应，5min后达到平衡，N2的转化率为20%，则NH3的化学反应速率v(NH3)=___，该温度下如图所示反应的平衡常数的数值K=___，温度升高，平衡常数K将___（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）工业制硫酸的尾气中含较多的SO2，为防止污染空气，回收利用SO2，工业上常用氨水吸收法处理尾气。

①当氨水中所含氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8LSO2时，溶液中的溶质为___。

②已知NH4HSO3溶液显酸性。用氨水吸收SO2，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是___。

A.c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)

B.c(NH4+)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)

C.c(NH4+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

D.c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)

（3）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，如图是供氨水式燃料电池工作原理：

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择___（填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液。

②氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的总反应方程式为___，正极的电极反应式为___。

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下列有关氨的叙述中，正确的是(　　 )

A. 氨气极易溶于水，故只能用向上排空气法收集

B. 氯化铵受热易分解，故可用加热氯化铵固体的方法制取氨气

C. 氨气是一种重要的化工产品，工业上用氮气和氢气合成氨气

D. 检验氨气可用湿润的蓝色石蕊试纸接近产生气体的导管口，观察试纸颜色变化

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氨气是生产化肥、硝酸的重要原料，围绕合成氨人们进行了一系列的研究

（1）氢气既能与氮气又能与氧气发生反应，但是反应的条件却不相同。

已知：2H₂ (g) + O₂ (g) = 2H₂O (g)  ΔH =" -483.6" kJ/mol

3H₂ (g) + N₂ (g) 2NH₃ (g) ΔH =" -92.4" kJ/mol

计算断裂1 mol N≡N键需要能量________kJ ， 氮气分子中化学键比氧气分子中的     化学键键________（填“强”或“弱”），

（2）固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程：

N₂ (g) + O₂ (g) =" 2NO" (g)  ΔH =" +180.8" kJ/mol ，工业合成氨则是人工固氮。

分析两种固氮反应的平衡常数，下列结论正确的是________。

A．常温下，大气固氮几乎不可能进行，而工业固氮非常容易进行

B．人类大规模模拟大气固氮是无意义的

C．工业固氮温度越低，氮气与氢气反应越完全

D．K越大说明合成氨反应的速率越大

（3）在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料, 发生反应：

3H₂ (g) + N₂ (g)  2NH₃ (g)测得甲容器中H₂的转化率为40%。

①判断乙容器中反应进行的方向________。（填“正向”或“逆向”）

②达平衡时，甲、乙、丙三容器中NH₃的体积分数大小顺序为________。

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哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中，在一定条件下反应的有关数据为：

(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s内)的反应速率v(H2)＝__________。若此时已达平衡，则可求得平衡常数为__________。

(2)下图表示合成NH3反应在时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图，则在下列达到化学平衡的时间段中，化学平衡常数最大的一段时间是__________。

①t0→t1　②t2→t3　③t3→t4　④t5→t6

若t1时改变的条件是升高温度，则说明合成NH3反应的焓变ΔH________0(填“大于”或“小于”)。

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