氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。Ⅰ.合成氨是最重要的人工固氮：N2(g)+3H2(...

氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。

Ⅰ.合成氨是最重要的人工固氮：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

（1）下列关于该反应的说法中，正确的是　　　　　　 。

A．△H＞0,△S＞0　　　　　　 B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0,△S＞0　　　　　　 D．△H＜0,△S＜0

（2） —定温度下，在容积为1L的密闭容器中，加入ImolN2和3molH2，反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此条件下反应的平衡常数K=　　　　　 (此处不要求写单位)；保持容器体积不变，再向容器中加入lmolN2，3molH2反应达到平衡时，氢气的转化率将　　 　　　 　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)

（3）标准状况下，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，再通入适量的CO2气体，充分反应后，过滤所得滤液为(NH4)2SO4溶液，该过程的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。

II.随着研究的不断深入，科学家发明了越來越多有关氮的固定方法。

（5）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现常压、570℃高温的电解法合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如下，阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：

2N2(g)+6H2O(I) 4NH3(g)+3O2(g)，则其反应热△H=　　　　　 　　 　 。(已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g) 2H2O(I)　 △H=-571.6kJ·mol-1)

高三化学填空题简单题查看答案及解析

氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。

Ⅰ.合成氨是最重要的人工固氮：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

（1）下列关于该反应的说法中，正确的是　　　　　　 。

A．△H＞0,△S＞0　　　　　　 B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0,△S＞0　　　　　　 D．△H＜0,△S＜0

（2） —定温度下，在容积为1L的密闭容器中，加入ImolN2和3molH2，反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此条件下反应的平衡常数K=　　　　　 (此处不要求写单位)；保持容器体积不变，再向容器中加入lmolN2，3molH2反应达到平衡时，氢气的转化率将　　 　　　 　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)

（3）标准状况下，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，再通入适量的CO2气体，充分反应后，过滤所得滤液为(NH4)2SO4溶液，该过程的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。

II.随着研究的不断深入，科学家发明了越來越多有关氮的固定方法。

（5）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现常压、570℃高温的电解法合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如下，阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：

2N2(g)+6H2O(I) 4NH3(g)+3O2(g)，则其反应热△H=　　　　　 　　 　 。(已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g) 2H2O(I)　 △H=-571.6kJ·mol-1)

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合成氨对人类生存具有重大意义，反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ∆H

(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒)。

① NH3的电子式是_______。

② 写出步骤c的化学方程式_______。

③ 由图像可知合成氨反应的∆H______0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。若向容积为1.0 L的反应容器中投入5 mol N2、15 mol H2，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示：

① 温度T1、T2、T3大小关系是_______。

② M点的平衡常数 K = _______(可用分数表示)。

(3)目前科学家利用生物燃料电池原理(电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子)，研究室温下合成氨并取得初步成果，示意图如下：

① 导线中电子移动方向是_______。

② 固氮酶区域发生反应的离子方程式是_______。

③ 相比传统工业合成氨，该方法的优点有_______。

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运用化学反应原理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键能为436kJ/mol，N　　 N键能为945kJ/mol，N一H键能为391kJ/mol．由键能计算消耗1molN2时的△H=_________。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡_______移动（填“向左”、“向右”或“不”）；

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

（2）氨气溶于水得到氨水。NO2可用氨水吸收生成NH4NO3，25℃时，将amolNH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是___________（用离子方程式表示），向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________（填“正向”、“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为________mol/L（用含a、b的代数式表示），（NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol/L）

（3）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)△H＜0，是工业上生产硫酸的关键步骤。

①在某温度时，该反应的平衡常数K=0.75，若在此温度下，向100L的恒容密闭容器中，充入3mol SO2、4mol O2和4mol SO3，则反应开始时正反应速率________逆反应速率（填“＜”、“＞”或“=”）。

②在①中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是________。

a．保持温度和容器体积不变，充入1.0mol SO3(g)

b．保持温度和容器内压强不变，充入2.0mol He

c．降低温度

d．在其他条件不变时，减小容器的容积

③由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液，当两种 沉淀共存时，＝_________。

[已知该温度时，Ksp(BaSO4)=1.3×10-10，Ksp(BaCO3)=5.2×10-9]

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氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H

（1）已知破坏1mol共价键需要的能量如表所示

则△H=__________。

（2）在恒温、恒压容器中，按体积比1:3加入N2和H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，达到新平衡时，c(H2)将__________（填“增大”、“减小”、或“不变”，后同）；若在恒温、恒容条件下c(N2)/c(NH3)将________。

（3）在不同温度、压强和使用相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol 时，平衡混合物中氨的体积分数（φ）如图所示。

①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是_______，原因是___________________。

②若在250℃、p1条件下，反应达到平衡时的容器体积为1L，则该条件下合成氨的平衡常数K=____(结果保留两位小数)。

（4）H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是_____（填序号）

①每生成34g NH3的同时消耗44g CO2　　　　 ②混合气体的密度保持不变　　

③NH3的体积分数保持不变　　　　 ④混合气体的平均相对分子质量不变　　 ⑤c(NH3):c(CO2)=2:1

（5）科学家发现，N2和H2组成的原电池合成氨与工业合成氨相比具有效率高，条件易达到等优点。其装置如图所示、写出该原电池的电极反应：________________、_____________，若N2来自于空气，当电极B到A间通过2molH+时理论上需要标况下空气的体积为_________（结果保留两位小数）。

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氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H

（1）已知破坏1mol共价键需要的能量如表所示

则△H=__________。

（2）在恒温、恒压容器中，按体积比1:3加入N2和H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，达到新平衡时，c(H2)将__________（填“增大”、“减小”、或“不变”，后同）；若在恒温、恒容条件下c(N2)/c(NH3)将________。

（3）在不同温度、压强和使用相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol 时，平衡混合物中氨的体积分数（φ）如图所示。

①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是_______，原因是___________________。

②若在250℃、p1条件下，反应达到平衡时的容器体积为1L，则该条件下合成氨的平衡常数K=____(结果保留两位小数)。

（4）H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是_____（填序号）

①每生成34g NH3的同时消耗44g CO2　　　　 ②混合气体的密度保持不变　　

③NH3的体积分数保持不变　　　　 ④混合气体的平均相对分子质量不变　　 ⑤c(NH3):c(CO2)=2:1

（5）科学家发现，N2和H2组成的原电池合成氨与工业合成氨相比具有效率高，条件易达到等优点。其装置如图所示、写出该原电池的电极反应：________________、_____________，若N2来自于空气，当电极B到A间通过2molH+时理论上需要标况下空气的体积为_________（结果保留两位小数）。

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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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氮的固定对人类的生存发展具有重要意义，科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。

（1）豆科植物的根瘤菌含有一种固氮酶，能在常温下将空气中的氮气转化为自身生长所需的含氮化合物，下列说法错误的是____(填标号)。

a．固氮酶是一种蛋白质　

b．固氮酶能降低固氮反应发生所需的能量

c．固氮酶能使固氮反应的平衡正向移动　

d．固氮酶能加快固氮反应的速率

（2）合成氨是目前最重要的固氮方法。下图为合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积之比为1∶3时，平衡混合物中氨的体积分数的变化曲线。

①A、B两平衡状态相比较，前者较大的是____(填标号)。

a．平衡常数

b．平衡混合物的平均摩尔质量

c．氢气的转化率

d．从反应开始至达到平衡状态所需要的时间

②图中p1、p2、p3由大到小的顺序为____。

③在250 ℃、p2下，H2的转化率为____%(结果保留小数点后一位)。

（3）据报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3和一种单质。已知：

①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.6 kJ/mol

②N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH2＝－92.2 kJ/mol

写出此条件下氮气和水反应的热化学方程式：___。

（4）下图为一种常温常压下水溶液中电化学合成氨的实验装置示意图。请据此写出其正极反应的电极反应式：__。

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氮的固定对人类的生存发展具有重要意义，科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。

(1)豆科植物的根瘤菌含有一种固氮酶，能在常温下将空气中的氮气转化为自身生长所需的含氮化合物，下列说法错误的是________(填标号)。

a．固氮酶是一种蛋白质　

b．固氮酶能降低固氮反应发生所需的能量

c．固氮酶能使固氮反应的平衡正向移动　

d．固氮酶能加快固氮反应的速率

(2)合成氨是目前最重要的固氮方法。下图为合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积之比为1∶3时，平衡混合物中氨的体积分数的变化曲线如下图。

①A、B两平衡状态相比较，前者较大的是___________(填标号)。

a．平衡常数　 b．平衡混合物的平均摩尔质量

c．氢气的转化率　　 d．从反应开始至达到平衡状态所需要的时间

②图中p1、p2、p3由大到小的顺序为_____________________。

③在250 ℃、p2下，H2的转化率为_____________%(结果保留小数点后一位)。

(3)据报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3和一种单质。已知：①H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.6 kJ/mol，②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH2＝－92.2 kJ/mol，写出此条件下氮气和水反应的热化学方程式：________________。

(4)下图为一种常温常压下水溶液中电化学合成氨的实验装置示意图。请据此写出其正极反应的电极反应式：_________________________________。

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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) 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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