科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。（1）目前合成氨的技术原理为：N2(g)+3H2(...

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）目前合成氨的技术原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H，该反应的能量变化如图所示：

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2L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，5分钟后达到平衡，测得N2为0.2mol，H2为0.6mol，NH3为0.2mol。氮气的平均反应速率v(N2)＝____，H2的转化率为_____，该反应在此温度下的化学平衡常数为_____（后两空保留小数点后一位）。

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

（2）1998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_______。

（3）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：2N2(g) +6H2O(l)4NH3(g) +3O2(g)　　 △H = a kJ/mol，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：

此合成反应的a_____0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

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科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）目前合成氨的技术原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　　 △H 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2L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下发生如下反应：

5分钟后达到平衡，测得N2为0.2 mol，H2为0.6 mol，NH3为0.2 mol。氮气的平均反应速率v(N2)＝_______________，H2的转化率为_______________，该反应在此温度下的化学平衡常数为_______________。（后两空保留小数点后一位）

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

（2）1998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_____________________。

（3）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：

2N2(g) +6H2O(l) 4NH3(g) +3O2(g)　　 △H = a kJ/mol

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：

此合成反应的a_________0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

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科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。

（1）目前合成氨技术原理为：N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)；

△H=—92.4kJ·mol^—1。

① 673K，30MPa下，上述合成氨反应中n(NH₃)和n(H₂)随

时间变化的关系如右图所示。下列叙述正确的是。

A．点a的正反应速率比点b的大

B．点c处反应达到平衡

C．点d和点 e处的n(N₂)相同

D．773K，30MPa下，反应至t₂时刻达到平衡，则n(NH₃)比图中e点的值大

② 在容积为2.0 L恒容的密闭容器中充入0.80 mol N₂(g)和1.60 mol H₂(g)，反应在673K、30MPa下达到平衡时，NH₃的体积分数为20%。该条件下反应N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)的平衡常数K=。K值越大，表明反应达到平衡时。（填标号）。

A．化学反应速率越大   B．NH₃的产量一定越大  C．正反应进行得越完全

（2）1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性

的 SCY陶瓷（能传递H⁺），实现了高温常压下高转化率的电

解合成氨。其实验装置如图，阴极的电极反应式。

（3）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的TiO₂）表面与水发生下列反应：

N₂(g) + 3H₂O(1)  2NH₃(g) + O₂(g)  △H = a kJ·mol^—1

进一步研究NH₃生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

①此合成反应的a________0；ΔS________0（填“＞”、“＜”或“＝”）；该反应属于________

A．一定自发   B．一定不自发   C．高温自发    D．低温自发

②已知：N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH= －92 .4kJ·mol^—1

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

则N₂(g) + 3H₂O(1) = 2NH₃(g) + O₂(g) ΔH=________kJ·mol^—1。

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（12分）科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 H=-92.4 kJ／mol，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0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的，此时H2的转化率为　　　　　　 （计算出结果）；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是　　　　　　　 (填选项字母)。

A．向容器中按原比例再充入原料气　　　 B．向容器中再充入一定量H2

C．改变反应的催化剂　　　　　　　　　　　 D．液化生成物分离出氨

（2）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)表面与水发生反应：

2N2(g)+6H2O（1） 4NH3(g)+3O2(g)　 H=+1530 kJ／mol

又知：H2O（1）=H2O(g)　 H=+44.0 kJ／mol

则2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g)　 H =　　　　 kJ／mol，该反应的化学平衡常数表达式为K=　　　　　　　　 ，控制其他条件不变，增大压强，K值　　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

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科学家一直致力于“人工固氮”的研究，现已有多种方法。

（方法一）1918年，德国化学家哈伯因发明工业合成氨（N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0）的方法而荣获诺贝尔化学奖。

（1）若将1molN2和3molH2放入1L的密闭容器中，5min后N2的浓度为0.8mol/L，这段时间内用N2的浓度变化表示的反应速率为_____mol/(L·min)。

（2）在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是____。

a. v(N2)正=3v(H2)逆

b. 容器中气体的密度不随时间而变化

c. 容器中气体的分子总数不随时间而变化

d. 容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

（3）合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是________。

①使用催化剂　　 ②高温　　 ③高压　　 ④及时将氨气液化从体系中分离出来

A. ①③　　　　　　　　 B. ②③　　　　　 C. ③④　　　　　　 D. ②④

（方法二）1998年，两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路：

（4）采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，实现了高温(570℃)常压下高转化率的电解法合成氨，转化率可达到78％，装置如下图：

钯电极A是电解池的___极(填“阳”或“阴”)，阳极反应式为________。

（方法三）最新的“人工固氮”研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应，直接生成氨气和氧气：

已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　　 △H=－92 kJ／mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)　　　　　 △H=－571.6 kJ／mol

（5）写出上述固氮反应的热化学方程式___________。

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（14分）科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）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2L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下发生如下反应：

5分钟后达到平衡，测得N₂为0.2 mol，H₂为0.6 mol，NH₃为0.2 mol。氮气的平均反应速率v(N₂)＝________，H₂的转化率为________，该反应在此温度下的化学平衡常数为________。（后两空保留小数点后一位）

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

（2）1998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________。

（3）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：

此合成反应的a________0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

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（14分）科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）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2L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下发生如下反应：      

5分钟后达到平衡，测得N₂为0.2 mol，H₂为0.6 mol，NH₃为0.2 mol。氮气的平均反应速率v(N₂)＝________，H₂的转化率为________，该反应在此温度下的化学平衡常数为________。（后两空保留小数点后一位）

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

（2）1998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________。

（3）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：

此合成反应的a________0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

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（3分）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1L的密闭容器中充入2molN2和6molH2，反应达平衡时生成NH3的浓度为1 mol·L-1，并放出Q kJ热量，该反应的热化学方程式可表示为　　　　　　 ____　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 __。

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运用化学反应原理对研究部分单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）氨是氮循环过程中的重要物质，是氮肥工业的重要原料。氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。请回答：

①已知H—H键键能为436kJ·mol-1，N≡N键键能为945 kJ·mol-1，N—H键键能为391 kJ·mol-1。由键能计算消耗1 mol N2时的ΔH=_____。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。

②如图中，当温度由T1变化到T2时，KA___(填“>”、“<”或“=”)KB。

③废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。如图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作____(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)极，其电极反应式为____。

（2）某温度下在容积固定的密闭容器中，下列反应达到平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

①该反应的平衡常数为_____。该温度下，向容器中充入1 mol CO、3 mol H2O、2 mol CO2、1.5 mol H2，则起始时该反应速率v(正)______(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。

②结合表中数据，判断下列说法正确的是_______(填字母)。

A．增加H2O(g)的量，CO的转化率升高而H2O(g)的转化率降低

B．若CO与H2O(g)的转化率相同，二者的初始投入量一定相同

C．CO和H2O(g)初始物质的量之比等于二者转化率之比

D．当CO与H2O(g)物质的量之比为1∶4时，CO的转化率为0.85

③该温度下，向容器中充入2 mol CO、2 mol H2O，达平衡时放出a kJ热量，则该反应的ΔH=_____。

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科学家一直致力于“人工固氮”的研究，现已有多种方法。

（方法一）

1918年，德国化学家哈伯因发明工业合成氨的方法而荣获诺贝尔化学奖。

(1)若将1 mol N2和3 mol H2放入1L的密闭容器中，5min后N2的浓度为0.8mol/L，这段时间内用N2的浓度变化表示的反应速率为________mol／(L·min)。

(2)在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是________________。

a. υ(N2)正=3υ(H2)逆

b. 容器中气体的密度不随时间而变化

c. 容器中气体的分子总数不随时间而变化

d. 容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

(3)若1 mol N2完全转化为NH3的反应热为H=－92 kJ/mol，拆开1 mol H—H键和1 mol NN 键需要的能量分别是436 kJ和946 kJ，则拆开1 mol N—H键需要的能量是__________kJ。

(4)合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是________________。

①使用催化剂　　 ②高温　　 ③高压　　 ④及时将氨气液化从体系中分离出来

A. ①③　　 　　 　　 B. ②③　　 　　 　　 C. ③④　　 　　　　　 　　 D. ②④

（方法二）

1998年，两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路：

采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，实现了高温(570℃)常压下高转化率的电解法合成氨，转化率可达到78％，装置如下图：

钯电极A是电解池的________极(填“阳”或“阴”)，阳极反应式为__________________。

（方法三）

最新的“人工固氮”研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应，直接生成氨气和氧气：

已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　　 H=－92 kJ／mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)　　 H=－571.6 kJ／mol

写出上述固氮反应的热化学方程式________________________________。

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