（12分）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。合成氨...

（12分）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。合成氨反应的化学方程式为：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N₂可从空气中分离得到，H₂可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂－铁触媒，温度－400～500℃，压强－30～50MPa。

回答下列问题：

（1）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是________。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是________。

（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N₂、3n mol H₂，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N₂的转化率为x。则K和x的关系满足K＝________。

（3）甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)。部

分物质的燃烧热数据如下表：

已知1mol H₂O(g)转变为1mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH₄和H₂O(g)在高温下反应的热化学方程式________。

（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl－NH₄Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式________。

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(12分）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。合成氨反应的化学方程式为：N₂(g)＋3H₂(g)3NH₃(g) ，△H＝－92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N₂可从空气中分离得到，H₂可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂－铁触媒，温度－400～500℃，压强－30～50MPa。回答下列问题：

(1) 合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是________。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是________。

(2) 500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N₂、3n mol H₂，反应达平衡后测得平衡常数为K₁，此时N₂的转化率为x。则K₁和x的关系满足K₁＝________。若温度为400℃，平衡常数为K₂，则K_{1________}K₂（填“<”、“=”或“>” ）

(3) 甲烷在高温下与水蒸气反应的热化学反应方程式为：

CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)； △H kJ·mol^－1。

又已知: H₂(g) +1/2 O₂(g)== H₂O(l)；   △H₁=-285.8kJ/mol

CO(g) + 1/2 O₂(g)＝CO₂(g) ；△H₂=-283.0kJ/mol

CH₄(g) +2 O₂(g)== CO₂(g) + 2H₂O(l)；  △H₃=-890.3kJ/mol

H₂O(g) == H₂O(l)；  △H₄=-44.0kJ/mol

①写出H₂(g)完全燃烧生成气态水的热化学方程式。

② CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)； △H=kJ/mol

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（12分）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。合成氨反应的化学方程式为：N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g） ，△H＝－92．2kJ/mol。合成氨工业中原料气N₂可从空气中分离得到，H₂可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂－铁触媒，温度－400～500℃，压强－30～50MPa。回答下列问题：

（1）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是________。从平

衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，

原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是________。

（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N₂、3n mol H₂，反应达平衡后

测得平衡常数为K₁，此时N₂的转化率为x。则K₁和x的关系满足K₁＝________。

若温度为400℃，平衡常数为K₂，则K_{1________}K₂（填“<”、“=”或“>” ）

（3）甲烷在高温下与水蒸气反应的热化学反应方程式为：

CH₄（g）＋H₂O（g）＝CO（g）＋3H₂（g）；△H kJ·mol^－1。

又已知: H₂（g） +1/2 O₂（g）== H₂O（l）；△H₁=-285．8kJ/mol

CO（g） + 1/2 O₂（g）＝CO₂（g）；△H₂=-283．0kJ/mol

CH₄（g） +2 O₂（g）== CO₂（g）+ 2H₂O（l）；△H₃=-890．3kJ/mol

H₂O（g）== H₂O（l）；  △H₄=-44．0kJ/mol

①写出H₂（g）完全燃烧生成气态水的热化学方程式。

②CH₄（g）＋H₂O（g）＝CO（g）＋3H₂（g）； △H=kJ/mol

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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。合成氨反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。

(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体，发生上述反应，在某温度下达到平衡时，各物质的浓度分别是：c(H2)＝9.00 mol·L－1，c(N2)＝3.00 mol·L－1，c(NH3)＝4.00 mol·L－1，此温度下该反应的平衡常数K＝________。

(2)在三个相同容器中各充入1 mol N2和3 mol H2，在不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是________(填字母)。

A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p2>p1

B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1>p2

C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1>T2

D．图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1>2

(3)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气，化学方程式为：C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g)

ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·K－1 ·mol－1

该反应在常温下能否自发进行？________(填“能”或“不能”)。

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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。

(1) 500℃、50MPa时，在容积为5L的密闭容器中加入4 mol N₂、8 mol H₂，反应达平衡时N₂的转化率为25%，该反应的平衡常数为K，则K＝__________________。

(2) 500℃、50MPa时，在容积为5L的密闭容器中，按下列配比作为起始物质，达到平衡后N₂的转化率仍为25%的是_____________

A．2molN₂+4molH₂                      B．2molN₂+4molH₂+ 6molHe

C．4molN₂+8molH₂+6molHe              D．3molN₂+5molH₂+2molNH₃

(3)希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法，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570℃的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式　　　________　　。

(4)合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定N₂的转化率。某工厂测得反应前合成塔中N₂和H₂混合气体的密度为0.554g·L^-1，从合成塔出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g·L^-1(密度均在标准状况下测定)，则该合成氨厂N₂的转化率_____________。

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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__________。

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（本题12分）

氮是地球上含量丰富的一种元素，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要影响。铵盐在工农业生产、生活中有着重大作用。

完成下列填空

（1）．在固定体积的密闭容器中，进行如下放热反应：N2(g)＋3H2(g)　　　　　　 2NH3(g)，其平衡常数K与温度T的关系如下表。

则该反应的平衡常数K1________K2 (填“＞”、“＜”或“＝”)。

（2）．能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。

a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2　　 b．v(N2)正＝3v(H2)逆

c．容器内压强保持不变　　　　　　　　　　　　　　 d．混合气体的密度保持不变

NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品；NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。

请回答下列问题：

（3）．相同条件下，0．1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2中c(NH4+)________(填“等于”“大于”或“小于”)0．1 mol·L－1 NH4HSO4中的c(NH4+)。

（4）．如图所示是0．1 mol·L－1电解质溶液的pH随温度变化的图像。

①其中符合0．1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是________(填写序号)，

导致pH随温度变化的原因是_______________________________；

②20℃时，0．1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2中2c(SO42-)－c(NH4+)－3c(Al3＋)＝__________。

（5）．室温时，向100 mL 0．1 mol·L－1 NH4HSO4溶液中滴加0．1 mol·L－1 NaOH溶液，得到溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大是________点；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________。

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