合成氨反应（N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g））在工业生产中的大量运用，满足了人口的...

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

合成氨反应（         2NH₃(g)）在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为化工生产提供了足够的原料。按要求回答下列问题：

（1）合成氨反应的能量变化如图所示，则该反应的热化学方式为（△H用图给字母表示）________。

（2）在温度恒定为298K，体积恒定为10L的密闭容器中测得合成氨反应达到平衡时氢气、氮气、氨气的物质的量分别为0.1mol、0.4mol、4mol，则此温度下题给该反应的平衡常数K=________

（3）标况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中，则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为________。

（4）将氨气通入盛有CaSO₄悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO₂，过滤后即可得到（NH₄）₂SO₄。该过程的化学方程式为________，由此可知Ksp(CaSO₄)________Ksp(CaCO₃)（填“大于”、“小于”或“等于”）

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氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料。工业合成氨的反应如下:N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)   △H=一92. 4 KJ·mol^-1

（1）2NH₃(g) N₂(g) +3H₂(g)在恒容密闭容器中达到平衡的标志有

①单位时间内生成3n mol H₂:同时生成2n mol NH₃②用NH₃、N₂、H₂表示反应速率比为2∶1∶3 ③混合气体的密度不再改变 ④混合气体压强不再改变 ⑤混合气体平均相对分子质量不再改变

A.①③④     B.①②④⑤    C.①④⑤     D.②③④

（2）工业上常用CO₂和NH₃通过如下反应合成尿素[CO(NH₂)₂]。

t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10 molCO:和0. 40 molNH₃ ,70 min开始达到平衡。反应中CO₂ ( g)的物质的量随时间变化如下表所示:

①20 min时，υ_正(CO₂ )_　　　　80 min时。υ_逆(H₂O)(填“>”、“=”或“<”)。

②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

③上述可逆反应的平衡常数为_________(保留二位小数)。

④根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH₃的转化率随时间变化的图像;保持其它条件不变;则(t+10)℃下正确的图像可能是________(填图甲中的“A”或“B”)。

⑤图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH2)2〕的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为________，若两极共收集到气体22. 4L(标

况)，则消耗的尿素为________g(忽略气体的溶解)。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业及制造硝酸的原料。

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式_____。

（2）工业上合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

过程中能量变化如图所示。

①该反应是_____反应。（填“放热”或“吸热”）

②在反应体系中加入催化剂，E2会_____。（填“增大”或“减小”或“不变”）

③若要增大NH3产率，可采取的措施有_____。（填字母）

a.升高温度　　　　　　　　　　 b.增大压强　　　　　　　　 c.不断分离出NH3

（3）利用如图所示装置探究NH3能否被NO2氧化。

①C装置中制取NO2反应的离子方程式是_____。

②某同学认为NH3能被NO2氧化，且全部生成无毒物质，预期观察到B装置中红棕色消失。下表为不同时间下观察到的现象。

请分析没有达到预期现象可能的原因（任写两条）_____、_____。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。

I．在3个2 L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应：

3H₂(g) + N₂(g)2NH₃(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：

（1）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H₂)=___________。

（2）在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=________(用含c₁的代数式表示)。

（3）分析上表数据，下列关系正确的是________（填序号）：

a．2c₁ > 1.5         b．2ρ₁ = ρ₂       c．ω₃ = ω₁

II．工业上用氨气合成尿素（H₂NCONH₂）的反应在进行时分为如下两步：

第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g) H₂NCOONH₄ (l)  (氨基甲酸铵)   △H1

第二步：H₂NCOONH₄(l)H₂O(l)＋H₂NCONH₂(l)               △H2

（4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图I所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定。

②第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示，则△H2 ________ 0；③若第一步反应升温时氨气浓度增大，请在图II中画出第一步反应K₁随温度T变化曲线，并作出必要的标注。

（5）氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO₂，将其转化为N₂。

①尿素与NO、NO₂三者等物质的量反应为：CO(NH₂)₂+NO+NO₂ =CO₂+2N₂+2H₂O

该反应中的氧化剂为________（写化学式）。

②已知：N₂(g)+O₂(g)= 2NO(g)    △H =a kJ·mol^－1

N₂(g)+3H₂(g)= 2NH₃(g)  △H₂=bkJ· kJ·mol^－1

2H₂(g)+O₂(g)= 2H₂O(g)  △H = c kJ·mol^－1

则4NH₃(g) +4NO(g) +O₂(g)= 4N₂(g)+6H₂O(g) △H=________。

③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为________。

高三化学计算题极难题查看答案及解析

氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是：

N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g） ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一个固定容积的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量浓度变化如图所示，回答下列问题：

（1）计算反应在第一次平衡时的平衡常数K＝________。（保留二位小数）

（2）产物NH₃在5～10 min、25～30min和45～50 min时平均反应速率（平均反应速率分别以v₁、v₂、v₃表示）从大到小排列次序为________。

（3）H₂在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α₁、α₂、α₃表示，其中最小的是________。

（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是____________，采取的措施是____________

（5）请在下图中用实线表示25～60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，其开发利用是科学家们研究的重要课题。试回答下列问题：

(1)氢气也可以作为化工生产的原料，如一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，该反应的平衡常数表达式为：_________________。在2L的恒容密闭容器中加入1.8mol H2和0.6mol N2，其中N2的量随时间的变化曲线如图。从llmin起，在其它条件不变的情况下，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为：_____________（填“a”或“b”或“c”或“d”）， 达新平衡时，c(N2)的数值为：_________。

(2)在工业上也可以利用氢气合成液体燃料。如：工业上合成甲醇的反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　 △H<0，该过程既可以减弱CO2的温室效应，又可以充分利用CO2。反应过程中部分数据见下表（起始：T1℃、2.0L密闭容器）：

达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)_______K(II)(填“>”“<”或“=”)。保持其他条件不变的情况下，若30 min时只向容器I中再充入1 mol CO2(g)和1mol H2O(g)，则平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。

(3) 100 kPa时，绝热密闭容器中发生反应2NO(g)+O2 (g)2NO2(g)。一定压强下，NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。

：

300℃时，VmL NO和0.5mLO2混合发生该反应，最终混合气体的平均摩尔质量为：　　 _________（用含V的计算式表示）。图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率，则_____点对应的压强最大。若氧气中混有氮气，容器中还同时发生了如下反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H=+180kJ/mol，则此反应对NO的转化率的影响是_________ （填“增大”、“减小”或“无法判断”），理由是______。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要作用。

(1)氨气是一种重要的化工原料，氨态氮肥是常用的肥料。

哈伯法合成氨技术的相关反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　　 △H=-93kJ/mol，实际生产中，常用工艺条件：Fe作催化剂，控制温度773K、压强3.0×107Pa，原料气中N2和H2物质的量之比为1：2.8。

①合成氨技术是氮的固定的一种，属于______(选填“大气固氮”、“生物固氮”“人工固氮”)。

②合成氨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关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_________。

A.原料气中N2过量，是因N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率

B.控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率

D.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生

(2)肼(N2H4)是氮的氢化物之一，其制备方法可用次氯酸钠氧化过量的氨气。

①次氯酸钠溶液显碱性，表示原理的离子方程式是_________________________。

②常温下，该水解反应的平衡常数为K=1.0×10-6mol/L，则1.0mol/LNaClO溶液的pH=____。

③肼与N2O4氧化反应生成N2和水蒸气。

已知：N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)　　 △H=-19.5kJ/mol

N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)　　 △H=-534.2kJ/mol

请写出肼和N2O4反应的热化学反应方程式_________________________________。

(3)在NH4HCO3溶液中，反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_____。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10-7)。

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氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要作用。

(1)氨气是一种重要的化工原料，氨态氮肥是常用的肥料。

哈伯法合成氨技术的相关反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　　 △H=-93kJ/mol，实际生产中，常用工艺条件：Fe作催化剂，控制温度773K、压强3.0×107Pa，原料气中N2和H2物质的量之比为1：2.8。

①合成氨技术是氮的固定的一种，属于______(选填“大气固氮”、“生物固氮”“人工固氮”)。

②合成氨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关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_________。

A.原料气中N2过量，是因N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率

B.控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率

D.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生

(2)肼(N2H4)是氮的氢化物之一，其制备方法可用次氯酸钠氧化过量的氨气。

①次氯酸钠溶液显碱性，表示原理的离子方程式是_________________________。

②常温下，该水解反应的平衡常数为K=1.0×10-6mol/L，则1.0mol/LNaClO溶液的pH=____。

③肼与N2O4氧化反应生成N2和水蒸气。

已知：N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)　　 △H=-19.5kJ/mol

N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)　　 △H=-534.2kJ/mol

请写出肼和N2O4反应的热化学反应方程式_________________________________。

(3)在NH4HCO3溶液中，反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_____。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10-7)。

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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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