合成氨是目前最有效工业固氮的方法，解决数亿人口生存问题。回答下列问题：(1)科学家研究利用...

合成氨是目前最有效工业固氮的方法，解决数亿人口生存问题。回答下列问题：

(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。

由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的∆H=___ kJ·mol-1。该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为___。

(2)工业合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，当进料体积比V(N2)：V(H2)=1：3时平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示：

①500℃时，反应平衡常数Kp(30MPa)___ Kp(100MPa)。（填“<”、“=”、“>”）

②500℃、30MPa时，氢气的平衡转化率为___（保留2位有效数字），Kp=___(MPa)-2（列出计算式）。

(3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨，工作时阴极区的微观示意如图，其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。

①阴极区生成NH3的电极方程式为___。

②下列说法正确的是___（填标号）。

A．三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性

B．该装置用金(Au)作催化剂目的是降低N2的键能

C．选择性透过膜可允许N2和NH3通过，防止H2O进入装置

高三化学综合题困难题查看答案及解析

工业合成氨是解决人类的生存问题。回答下列问题：

(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示，对图中线间距离窄小的部分，其能量差用的方式表示。由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的=_______kJ·mol－1，反应速率最慢的步骤的化学方程式为____________。

(2)工业合成氨反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，当进料体积比V(N2)：V(H2)=1：3时，平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示：

则500℃时：

①平衡常数KP(30MPa)________KP(100MPa)。(填“＜”、“=”、“＞”)

②30MPa时，氢气的平衡转化率为_________(结果保留3位有效数字)。用平衡分压表示平衡常数KP=_______________(列出计算式即可，不必化简)。

(3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨，工作时阴极区的微观反应过程如图所示，其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。

①阴极区生成NH3的电极反应式为_____________。

②下列说法正确的是_______________(填标号)。

A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性

B.选择性透过膜可允许N2和NH3通过，防止H2O进入装置

C.保持电流强度不变，升高溶液的温度，可以加快电解反应的速率

高三化学综合题困难题查看答案及解析

合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响．利用N2和H2合成氨，目前工业的生产条件为：催化剂（铁触媒），温度（400～500℃），压强（30～50MPa），如图为流程示意图：

请回答下列问题：

（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是__________，__________；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式__________，__________；

（2）设备A中含有电加热器、铁触煤和热交换器，设备A的名称__________，其中发生的化学反应方程式为__________；实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是__________，原因之二是__________。

（3）设备B的名称__________，其中m和n是两个通水口，入水口是__________（填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因是__________；

（4）设备C的作用__________；

（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）CO2 （g）+H2 （g），已知1000K时该反应的平衡常数K=1，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H2O）:c（CO）不低于__________。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

研究氮及其化合物的性质及转化，对研究自然界中氮的循环有着重大的意义。

I.合成氨反应历程研究

(1)科学家研究利用铁触媒合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。

由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的∆H=__kJ·mol-1。该历程中速率最慢的一步的化学方程式为__。

II.对NO与O2反应的研究

(2)用Pl-g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。在酸性水溶液中，光催化脱除原理和电化学反应原理类似。g-C3N4端的反应为O2+2H++2e-=H2O2，则Pl端的反应为__。

(3)在一定条件下，将2molNO和1molO2通入恒容密闭容器中进行反应。在不同温度下，测得平衡时体系中NO、O2、NO2的物质的量与温度的关系如图所示。

(已知：容器中发生两个反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　　 ∆H˂0和2NO2(g)N2O4(g)　　 ∆H˂0)

①曲线c代表__的物质的量与温度的关系，x点对应的O2的转化率为__。

②下列说法正确的是__。

A.2NO+O22NO2的平衡常数：x点＞y点

B.y点时2NO+O22NO2的反应速率：v正＜v逆

C.x点对应的NO的物质的量分数为

D.400～1200℃时，随温度升高，N2O4体积分数不断增大

III.对NO与Cl2物反应及产物NOCl(亚硝酰氯)的研究

(4)NOCl可由NO与Cl2制得，化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2NOCl　　 ΔH=-111kJ/mol。在295K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：

反应物浓度与反应速率关系式为v(Cl2)=k·cm(NO)cn(Cl2)，式中速率常数k=Ae-Ea/RT，其中Ea为活化能，A、R均为大于0的常数，T为温度)。则此条件下k的数值为__，若要使k增大，可采取的措施有__、__。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

自然界氮的循环过程如图．回答下列问题。

（1）上图中包含了_____种氮的固定方式，写出属于雷电作用固氮的化学方程式________。

（2）合成氮反应常用铁触媒催化剂，下列关于催化剂的说法不正确的是______。

A．可以加快反应速率　　　　　　　　　 B．可以改变反应热

C．可以减少反应中的能耗　　　　　　 D.可以增加活化分子的数目

（3）氮的循环中，亚硝酸盐是重要的一环，利用化合价可推知亚硝酸盐具有_____性和_____性，亚硝酸盐和酸性高锰酸钾反应的离子方程式为__________________。

（4）某同学加热Fe(NO3)2时，发现得到了红色固体和红色气体，且所得气体被水充分吸收后体积少于原体积的l/3，Fe(NO3)2热分解的化学方程式为_______________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

（14分）

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

⑴目前合成氨的技术原理为：

该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₂的变化是：________。（填“增大”、“减小”或“不变”）。

②将一定量的N₂(g)和H₂(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下达到平衡，测得N₂为0.1 mol，H₂为0.3 mol，NH₃为0.1 mol。该条件下H₂的转化率为________。

③欲提高②容器中H₂的转化率，下列措施可行的是________。

A．向容器中按原比例再充入原料气

B．向容器中再充入惰性气体

C．改变反应的催化剂

D．液化生成物分离出氨

⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传导H⁺），从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为________。

⑶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）表面与水发生下列反应：

进一步研究NH₃生成量与温度关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：

①此合成反应的a_________0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

②已知

⑷ NH₄Cl溶液呈酸性，这是由于NH水解的缘故。则NH₄Cl在重水（D₂O）中水解的离子方程式是。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

(1)根据图1提供的信息,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　,在图1中曲线　　　　　(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线。

(2)在恒容容器中,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是　　　。

A.3v(H2)正=2v(NH3)逆

B.单位时间内生成n mol N2的同时生成2n mol NH3

C.混合气体的密度不再改变

D.容器内压强不随时间的变化而变化

(3)一定温度下,向2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,保持体积不变,0.5 min后达到平衡,测得容器中有0.4 mol NH3,则平均反应速率v(N2)=　　　　,该温度下的平衡常数K=　　　　　。若升高温度,K值变化　　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)为了寻找合成NH3的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B.根据反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的特点,在给出的坐标图2中,画出其在1 MPa和10 MPa条件下H2的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

氮的固定意义重大，氮肥的使用大面积提高了粮食产量。人工固氮最有效的方法是合成氦，一种工业合成氨的简易流程如图所示(净化、后期处理等流程未列出)：

回答下列问题：

Ⅰ.步骤A制氢气的原理之一是CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)　　 ∆H=a kJ/mol

(1)已知：H2、CH4的燃烧热分别为285.8kJ/mol、890.31k/mol；H2O(g)⇌H2O(l) ∆H=-44kJ/mol则a=____kJ/mol。

(2)在密闭容器中，既能加快反应速率，又一定能提高平衡体系中H2体积分数的措施是_____(填序号)。

a.加入催化剂　　　　　　 b.升高温度　　　　　 c.降低压强　　　　　 d.增大c(H2O)

Ⅱ.步骤B完成了原料气准备后，通过步骤C合成氨，其原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ/mol。

(3)若T℃下，向一个容积为2L的真空密闭容器中(有催化剂)通入lmol N2、3mol H2，1分钟后达到化学平衡状态，测得容器内的压强是开始时的0.8倍。则：

①下列叙述可说明该反应已经达到化学平衡状态的是______(填序号)。

a.3v(H2)正=2v(NH3)逆　　　　　　　　　　　 b.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变

c.混合气体的密度不再发生改变　　　 d. 1个N≡N键断裂的同时有3个H—H键生成

②t分钟内v(H2)=_______。

③T℃下该反应的K=___________(列出计算式即可)。

④一定条件下，向体积相同的甲(含催化剂)、乙两个容器中分别充入等物质的量的N2和等物质的量的H2进行合成氨反应，均反应1小时、测得N2的转化率随温度变化如图所示，a、b、c三点中达到化学平衡状态的点有_________，乙装置中N2转化率随着温度的升高先升后降的原因可能是______。

(4)我国科学家成功研制出一种高效电催化固氮催化剂Mo2N，其固氮原理如图所示，该装置中，阴极上的电极反应式为______。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

I.科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气，一定条件下，向一个2L的密闭容器中充入2molN₂和6molH₂，反应达平衡时生成NH₃的浓度为0.5mol/L，并放出QkJ热量，该反应的热化学方程式可表示为______。

II.已知：N₂O₄(g)2NO₂(g)  △H＝＋57.20kJ/mol。

在100⁰C时，将0.100molN₂O₄气体充入lL恒容抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：

(1)该反应的平衡常数表达式为______；从表中数据分析：c₁ ______c₂、c₃______c₄(选填“>”、“<”或“=”）。

(2)在右图中画出并标明此反应中N₂O₄和NO₂的浓度随时间变化的曲线。

(3)在上述条件下，从反应开始至达到化学平衡时，四氧化二氮的平均反应速率为______。

(4)若起始时充入NO₂气体0.200mol，则达到平衡时NO₂ 气体的转化率为______；其它条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是______ (填字母）。

A.减小NO₂的浓度   B.降低温度       C.增加NO₂的浓度

D.升高温度       E.再充入一定量的He

(5)向容积相同、温度分别为T₁和T₁的两个密闭容器中分别充入等量NO₂，发生反应：2NO₂ N₂O₄(g) (g)  △H＝－57.20kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后，分别测得体系中NO₂的百分含量分别为a₁和a₂。巳知T₁<T₂,则a₁____a₂ (选择A、B、C、D填空）。

A.大于     B.小于     C.等于    D.以上都有可能

高三化学填空题极难题查看答案及解析