1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才．现将...

1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才．现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0．当改变某一外界条件(温度或压强)时，NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示．

回答下列问题：

（1）已知：①NH3(l)═NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2；则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)。

（2）合成氨的平衡常数表达式为____________，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为____________(保留两位有效数字)．

（3）X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中，Y轴表示____________(填“温度”或“压强”)，判断的理由是____________。

（4）若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如表所示：

下列判断正确的是____________

A．放出热量：Ql＜Q2＜△Hl

B．N2的转化率：Ⅰ＞Ⅲ

C．平衡常数：Ⅱ＞Ⅰ

D．达平衡时氨气的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ

（5）常温下，向VmL amoI．L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol．L-l的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“＞”、“＜”或“=”)．

（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，它在熔融状态下能传导O2-．写出负极的电极反应式____________。

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1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才。现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0。当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如下图所示。

回答下列问题：

（1）已知：，，则反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的△H=　　　　　　　　　 （用含△H1、△H2的代数式表示）。

（2）合成氢的平衡常数表达式为____　　　　　　　　　　　　　　 ，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为____　 　 　 （保留两位有效数字）。

（3）X轴上a点的数值比b点　　　 　　　　 　　 （填“大”或“小”）。上图中，Y轴表示　 　　　　 　 （填“温度”或“压强”），判断的理由是　 　　　 　 。

（4）若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如下表所示：

下列判断正确的是_____________。

A.放出热量：Ql< Q2< △Hl　　　　 B. N2的转化率：I> III

C.平衡常数：II >I　　　　　　　 D.达平衡时氨气的体积分数：I>II

（5）常温下，向VmL amoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l 的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c(NH4+)______________c(SO42-)（填“>”、“<”或“=”）。

（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入空气，另一极通入氧气，电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，它在熔融状态下能传导O2-。写出负极的电极反应式_　　 _________。

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1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才。现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 △H＜0

当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如下图所示。

回答下列问题：

（1）已知：①NH3(g) NH3(g) △H1

②N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)　 △H2

则反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的△H＝　　　　　　　　　 （用含△H1、△H2的代数式表示）。

（2）合成氨的平衡常数表达式为____　　　　　　 ，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为　　　　　 （保留两位有效数字）。

（3）X轴上a点的数值比b点 　　　　　　 （填“大”或“小”）。上图中，　 Y轴表示　　　 （填“温度”或“压强”），判断的理由是　　　　　　　　　　 。

（4）若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如下表所示：

下列判断正确的是____。

A.放出热量：Ql< Q2< △Hl　 B. N2的转化率：I> III

C.平衡常数：II >I　　 　　 D.达平衡时氨气的体积分数：I>II

（5）常温下，向VmL amoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l 的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c(NH4+)__c(SO42-)（填“>”、“<”或“=”）。

（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇(Y203)的氧化锆(ZrO2)晶体，它在熔融状态下能传导O2-。写出负极的电极反应式　　　　　　　　 。

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合成氨的工业化生产，解决了世界粮食问题，是重大的化学研究成果。现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用反应模拟哈伯合成氨的工业化生产。当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如下图所示。

回答下列问题：

（1）已知：

则反应的△H=　　　　　　 （用含△H1、△H2的代数式表示）。

（2）合成氨的平衡常数表达式为　　　　　　　　　　　 ，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为　　　　　 （保留两位有效数字）。

（3）上图中，Y轴表示　　　 （填“温度”或“压强”），判断的理由是　　　　　　　　　　 。

（4）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇(Y203)的氧化锆(ZrO2)晶体，它在熔融状态下能传导O2-。写出负极的电极反应式　　　　　　　　 。

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(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：

N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)；已知298 K时，

ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1，ΔS＝－198.2 J·mol^－1·K^－1，试回答下列问题：

(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298 K时，将10 mol N₂和30 mol H₂放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

(2)如图在一定条件下，将1 mol N₂和3 mol H₂混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：

①N₂的转化率为________；

②在达到状态A时，平衡常数K_A＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T₁变化到T₂时，K_A________K_B(填“＝”、“<”或“>”)。

③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)

a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动

b．N₂的正反应速率是H₂的逆反应速率的1/3倍

c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小

d．增加N₂的物质的量，H₂的转化率降低

(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。

(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H^＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

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德国化学家哈伯(F. Haber, 1868-1930)发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来源，从而使农业生产依赖土壤的程度减弱，解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了1918年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模拟工业制氨的过程，以探究外界条件对平衡的影响。

查阅资料，获得以下键能数据：

(1)计算工业合成氨反应的反应热：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 △H=________ kJ/mol

(2)一定温度下，向一个恒压容器中充入N20.6mol，H2 0 .5mol，在一定温度下进行反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，达到平衡时，N2的转化率为1/6，此时容器的体积为1L。

①该温度时容器中平衡体系的平衡常数是______________。

②若保持平衡时的温度和压强不变，继续向平衡体系中通入0.9mol N2，则平衡将_______(填“正向”，“逆向”或“不”)移动。

(3)在两个压强相等，温度分别为T1和T2的容器中充入由1 mol N2和3 molH2组成的混合气体，发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，平衡后改变容器体积，容器内 N2的体积分数随压强的变化如图所示。据图判断下列说法正确的是______________

a.A、 B、 C三点的平衡常数大小关系：KA<KB<KC

b.B点和C点的H2浓度大小关系：B<C

c.A点和B点混合气体的密度大小关系：A<B

d.A点和C点混合气体的平均相对分子质量大小关系：A>C

(4)合成氨工业会产生大量副产物CO2，工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，,得溶液X，再利用电解法K2CO3溶液再生，其装置如图所示：

①在阳极区发生的反应包括____________________和H++ HCO3-=H2O+CO2↑。

②简述CO32-在阴极区再生的原理________________。

③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇，工业上利用该反应合成甲醇。

已知：25 ℃，101 KPa下：

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)  Δ H1=-484kJ/mol

2CH3OH(g)+3 O2(g)=2CO2 (g)+4H2O(g)  Δ H2=-1352kJ/mol

写出CO2和H2生成1molCH3OH(g)的热化学方程式_______________。

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德国化学家哈伯(F. Haber, 1868-1930)发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来源，从而使农业生产依赖土壤的程度减弱，解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了1918年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模拟工业制氨的过程，以探究外界条件对平衡的影响。

查阅资料，获得以下键能数据：

(1)计算工业合成氨反应的反应热：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 △H=________ kJ/mol

(2)一定温度下，向一个恒压容器中充入N20.6mol，H2 0 .5mol，在一定温度下进行反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，达到平衡时，N2的转化率为1/6，此时容器的体积为1L。

①该温度时容器中平衡体系的平衡常数是______________。

②若保持平衡时的温度和压强不变，继续向平衡体系中通入0.9mol N2，则平衡将_______(填“正向”，“逆向”或“不”)移动。

(3)在两个压强相等，温度分别为T1和T2的容器中充入由1 mol N2和3 molH2组成的混合气体，发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，平衡后改变容器体积，容器内 N2的体积分数随压强的变化如图所示。据图判断下列说法正确的是______________

a.A、 B、 C三点的平衡常数大小关系：KA<KB<KC

b.B点和C点的H2浓度大小关系：B<C

c.A点和B点混合气体的密度大小关系：A<B

d.A点和C点混合气体的平均相对分子质量大小关系：A>C

(4)合成氨工业会产生大量副产物CO2，工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，,得溶液X，再利用电解法K2CO3溶液再生，其装置如图所示：

①在阳极区发生的反应包括____________________和H++ HCO3-=H2O+CO2↑。

②简述CO32-在阴极区再生的原理________________。

③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇，工业上利用该反应合成甲醇。

已知：25 ℃，101 KPa下：

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)  Δ H1=-484kJ/mol

2CH3OH(g)+3 O2(g)=2CO2 (g)+4H2O(g)  Δ H2=-1352kJ/mol

写出CO2和H2生成1molCH3OH(g)的热化学方程式_______________。

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1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。氨的合成不仅解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿与死亡问题，在国防、能源、轻工业方面也有广泛用途。

Ⅰ．以氨为原料，合成尿素的反应原理为：

2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g) ΔH = a kJ/mol。

为研究平衡时CO2的转化率与反应物投料比()及温度的关系，研究小组在10 L恒容密闭容器中进行模拟反应，并绘出下图（Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示在不同投料比时，CO2的转化率与温度之间的关系）。

（1）a　 　 　 　 0 (填“＞”或“＜”)，判断依据是__________________。

（2）①投料比：Ⅰ　　 　 　 Ⅱ(填“＞”或“＜”)。

②若n(CO2)起始 =10 mol，曲线Ⅱ的投料比为0.4，在100℃条件下发生反应，达平衡至A点，则A点与起始压强比为_________________。

③A点平衡常数与B点平衡常数间的关系：KA　　 　 　　 KB (填“＞”或“＜”或“＝”)。B点正反应速率与C点正反应速率间的关系为：v (B)_________v (C) (填“＞”或“＜”或“＝”)。

（3）若按曲线Ⅰ的投料比投料，在上述实验中压缩容器体积至5L，在上图中画出反应达平衡时的二氧化碳的转化率与温度之间的关系曲线。

（4）为提高CO2转化率可以采取的措施是　　　　 　　　　 　　 。

a．使用催化剂

b．及时从体系中分离出部分CO(NH2)2

c．将体系中的水蒸气液化分离

Ⅱ．氨气可用于工业上生产硝酸，其尾气中的NO2可用氨水吸收生成硝酸铵，25℃时，将10molNH4NO3溶于水，溶液显酸性，向该溶液中滴加1L某浓度的氨水，溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将_________(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动, 此中性溶液中NH3·H2O的物质的量为________mol。（25℃时，NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5）

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德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol

(1)若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol，N-H的键能为390.8kJ/mol，则NN的键能约为_____kJ/mol

(2)合成氨反应不加催化剂很难发生，催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示，则加了催化剂后整个反应的速率由______决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”)，未使用催化剂时逆反应活化能______正反应活化能(填“大于”“小于”或者“等于”)

(3)从平衡和速率角度考虑，工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因______

(4)一定温度下恒容容器中，以不同的H2和N2物质的量之比加入，平衡时NH3体积分数如图所示，则H2转化率a点______b点(填"大于”“小于”或者“等于”)。若起始压强为20MPa，则b点时体系的总压强约为______MPa。

(5)若该反应的正逆反应速率分别表示为v正=K正，v逆=K逆∙c2(NH3)，则一定温度下，该反应 的平衡常数K=______(用含K正和K逆的表达式表示)，若K正和K逆都是温度的函数，且随温度升高而升高，则图中c和d分别表示______和______随温度变化趋势(填K正或者K逆)。

(6)常温下，向20mL的0.1mol/L的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)则所得溶液中c(NH4+)=_______

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1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是（   ）。

A．①②③         B．②④⑤        C．①③⑤         D．②③④

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