化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，...

(14分)化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。在lL密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如下图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v(NH3)=__________________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的__________、__________(填字母编号)。

A．增大压强　　　

B．减小压强　　　　

C．升高温度　　　　

D．降低温度　　　　　

E．使用催化剂

（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)。

①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c(N2O4)=0.05 mol/L，则该反应的平衡常数K=_______________；

②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，若升高温度，上述反应的平衡常数K将_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2，某时间段内正反应速率随时问的变化如图所示。下列说法正确的是__________(填字母编号)。

A．反应在c点达到平衡状态　　　　

B．反应物浓度：a点小于b点

C．Δt1=Δt2时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃时，将amol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a______b。 (填“>”、“<”或“=”)；用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数Kb=________________。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 。在lL密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c(N2)随时间的变化如下图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v(NH3)=_______________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的__________、__________(填字母编号)。

a．增大压强　 b．减小压强　 c．升高温度　 d．降低温度　 e．使用催化剂

（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)。

①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c(N2O4)=0.05 mol·L，则该反应的平衡常数K=_______________；

②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，若升高温度，上述反应的平衡常数K将_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2，某时间段内正反应速率随时问的变化如图所示。下列说法正确的是__________(填字母编号)。

A．反应在c点达到平衡状态

B．反应物浓度：a点小于b点

C．时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃时，将amol·L的氨水与b mol·L一1盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a___________b(填“>”、“<”或“=”)；用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数=___________。

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化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH<0。

在l L密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c（N2）随时间（t）的变化如下图所示：实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v（NH3）＝____________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的___________、_________（填字母编号）。

A增大压强　 B减小压强 　 C升高温度 　　 D降低温度　　 E使用催化剂

（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2（g）N2O4（g）。

①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c（N2O4）=0.05 mol/L，则该反应的平衡常数K=_____________；

②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，若升高温度，上述反应的平衡常数K将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2，某时间段内正反应速率随时问的变化如图所示。下列说法正确的是__________（填字母编号）。

A．反应在c点达到平衡状态

B．反应物浓度：a点小于b点

C．Δt1=Δt2时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃时，将a mol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a__b。（填“>”、“<”或“=”）；用a、b表示NH3H2O的电离平衡常数Kb=________________。

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化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。

（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应，已知下列3 个热化学方程式（K 为平衡常数）：

（2）工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应，但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质，工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+ H2 （g）ΔH<0。

①一定条件下，反应达到平衡后，欲提高CO 的转化率，可采取的措施有 　　　　　　　 　 、 　　　　　　 　 。

②在容积为2 L 的密闭容器中发生上述反应，其中c（CO）随反应时间（t）的变化如图甲中曲线Ⅰ，如果在t0时刻将容器容积扩大至4 L，请在图甲中画出t0时刻后c（CO）随反应时间（t）的变化曲线。

（3）氨气的重要用途是合成尿素，一定条件下，NH3和CO2 合成尿素的反应为。当加料比例n（NH3）/n（CO2）=4 时，CO2的转化率随反应时间（t）的变化如图乙所示，a 点v 逆（CO2）　　　　　　　　 　 b 点v 正（CO2）（填“>”、“<”或“=”），NH3的平衡转化率为　 　　　　　　　　　　　　 　　 。

（4）硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收，生成的（NH4）2SO3再与硫酸反应，将生成的SO2返回车间作生产硫酸的原料，而生成的（NH4）2SO4可作肥料。常温下，0．1mol·L-1（NH4）2SO4 溶液中各离子浓度由大到小的顺序是　　 　　　　　　　　　　 　　 ；

若某工厂中使用的是室温下0．1 mol·L-1 的氨水，那么该氨水的pH=　 　　　　　　　　　 　　 。

（已知

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＝－92.4 kJ/mol。在该温度时，取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4 kJ。其原因是______________。

（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式：　　　　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）设备B的名称是________，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　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）设备C的作用是　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是　　　　　　　　　 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是　　 　 　　 　　　　　　 。

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FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3，实验装置如下图所示：

已知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。

⑴通入Cl2和加热反应管这两步操作的先后顺序是_____，原因是______。

⑵实验后生成的FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管的右端。要使沉积得FeCl3进入收集器，可以进行的操作是________。

⑶洗气瓶中的FeCl2溶液用于吸收未反应的Cl2。向反应后的洗气瓶中滴加KSCN溶液，结果看到溶液先变红后褪色，溶液褪色的可能原因是_______。

⑷洗气瓶中生成的FeCl3溶液可用于吸收H2S气体生成S。写出吸收H2S气体的离子反应方程式：_______。为检测反应后溶液中是否存在Fe2＋，甲同学提出可用酸性KMnO4溶液，乙同学提出酸性KMnO4溶液褪色不能证明存在Fe2＋，理由是________。

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（17分）化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

（1）一定条件下，模拟某矿石形成的反应aW+bQ→cN+dP+eR得到两个图像。

①该反应的△H　　　　　　　　 0（填“>”、“=”或“<”）。

②某温度下，平衡常数表达式为K =c2（X），则由图（2）判定X代表的物质为____。

（2）将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E（g）+F（s）2G（g）。忽略

固体体积，平衡时G的体积分数（%）随温度和压强的变化如下表所示：

则K（915℃）与K（810℃）的关系为K（915℃）____K（810℃）（填“大于”、“等于”或“小于”），a、b、f三者的大小关系为　　　　　 ，1000℃、3．0 MPa时E的转化率为____。（3）25℃时，H2CO3 HCO3－+H+的电离常数Ka=4×10—7 mo1·L－1，则该温度下，NaHCO3的水解常数Kh=　　　　　　　　 ，请用适当的试管实验证明Na2CO3溶液中存在CO32－+H2O HCO3－+OH－的事实　　　　　　　　　　 。

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氨在工农业生产中应用广泛。德国人哈伯发明了合成氨反应，其原理为：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=－92.4kJ/mol。在500℃、20MPa时，将N2和H2通入到体积为2 L的密闭容器中，反应过程中各种物质的物质的量变化如右图所示:

（1）10 min内用NH3表示该反应的平均速率，v(NH3)=　　　　　 。

（2）在10~20min内NH3浓度变化的原因可能是　　　 　　 　　 （填字母）。

A．加了催化剂　　 b．降低温度　　 C．增加NH3的物质的量

（3）该可逆反应达到平衡的标志是__________ （填字母）。

a．3v(H2)正 = 2v(NH3)逆　　　　　　　　　　　　　　　　 b．混合气体的密度不再随时间变化

c．容器内的总压强不再随时间而变化　　　　　　　　 d． N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2

e．单位时间生成m mol N2的同时消耗3 m mol H2　　 f．a mol N≡N键断裂的同时，有6 a mol N—H键合成

（4）第一次平衡时，平衡常数K1＝　 　　 　 （用数学表达式表示）。NH3的体积分数是　 　　 　　 （保留2位小数）。

（5）在反应进行到25min时，曲线发生变化的原因是________________。

（6）已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 ΔH =－92.4 kJ/mol； 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　 ΔH =－483.6kJ/mol，氨气与氧气反应产生氮气和水的热化学方程式是_______________。

（7）氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如右图所示：

① a电极的电极反应式是______________；

② 一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_______________。

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氢气作为新能源，广泛应用于能源、化学等领域。现阶段氢气主要通过天然气重整的方式进行工业生产。发生的化学方程式如下：

反应I　　 CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　　 △H1＝＋206 kJ/mol

反应II　　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　　 △H2＝－41 kJ/mol

副反应　　 CH4(g)C(s)＋2H2(g)　　　　　　　　　 △H3＝＋75 kJ/mol

(1)①若仅发生反应I，为提高CH4的平衡转化率，宜采用的反应条件为_________。

A.高温高压　　　　 B.低温低压　　　　 C.高温低压　　　 D.低温高压

②某研究小组在一定条件下往恒温恒容的密闭容器中通入一定量的甲烷和水蒸气，实验过程中发现CO2的产率远大于CO的产率，请解释可能的原因________________。

(2)在实际生产过程中，科学家发现使用Ni作为催化剂(当Ni表面吸附大量碳时，会导致催化剂活性下降)，可加快反应I的反应速率，从而加快整个反应的进行，提高单位时间内H2的产率。

①某恒容体系中，压强为1.3MPa，水/甲烷的物质的量之比为4，反应相同时间，H2的物质的量随反应温度的变化曲线如图所示。

下列说法正确的是__________

A.对反应I而言，KT1>KT2

B.水/甲烷的物质的量之比等于4，大于初始反应的化学计量数之比，有利于促进CH4的转化，同时也有利于CO转化为CO2

C.使用Ni做催化剂，可增加活化分子百分数，从而加快反应速率，其主要原因是提高分子自身所具有的能量

D.若控制其他条件不变，缩小体积，则CH4的平衡转化率将减小

②在某恒温体系中，体积为1L，水/甲烷的物质的量之比等于4，投入CH4的量为l mol，若仅发生上述一系列反应，一段时间后，测得CH4的转化率为a，其中生成CO的选择性(转化的CH4中，生成CO的百分含量)为b，CO2的浓度为c mol/L，求此时H2的物质的量浓度为___________，CO的物质的量浓度为______________

(3)现科学家发现，以Ni－CaO为复合催化剂能在一定程度上促进天然气重整反应的正向进行，使H2体积分数达到95%左右。请从能量利用及平衡移动角度，理论分析以Ni－CaO为复合催化剂的优点_____________________________________________。

(4)CH4自身也可做为然料电池的原料，其工作原理如图所示。

请写出通入甲烷－极的电极反应式为_______________________________________。

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硝酸铈铵[（NH4）2Ce（NO3）6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

（1）已知（NH4）2Ce（NO3）6受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：（NH4）2Ce（NO3）6CeO2·8OH + 8_____↑；CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空气中加热（NH4）2Ce（NO3）6，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________。

（2）步骤Ⅰ中，将Ce（NO3）3·6H2O配成溶液，保持pH到4~5，缓慢加入H2O2溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液pH，得到Ce（OH）4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。

（3）298K时，Ksp[Ce（OH）4]＝1×10—29。Ce（OH）4的溶度积表达式为Ksp＝___________。

为了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c（Ce4+）小于1×10—5mol·L－1，需调节pH为______以上。

（4）为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了（NH4）2Ce（NO3）6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：

① （NH4）2Ce（NO3）6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；

② _____________________________________________；

③ _____________________________________________。

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