氮的固定意义重大，氮肥的使用大面积提高了粮食产量。（1）目前人工固氮最有效的方法是____...

氮的固定意义重大，氮肥的使用大面积提高了粮食产量。

（1）目前人工固氮最有效的方法是____________（用一个化学方程式表示）。

（2）自然界发生的一个固氮反应是N2(g)+O2(g)2NO(g)，已知N2、O2、NO三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946 kJ∙mol-1、498 kJ∙mol-1、632 kJ∙mol-1，则该反应的ΔH ＝____________kJ∙mol-1。该反应在放电或极高温下才能发生，原因是____________________。

（3）100kPa时，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

① 图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则________点对应的压强最大。

② 100kPa、25℃时，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为________，N2O4的分压p(N2O4) ＝________ kPa，列式计算平衡常数Kp＝________。（Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）

③ 100kPa、25℃时，V mL NO与0.5V mLO2混合后最终气体的体积为________mL。

（4）室温下，用注射器吸入一定量NO2气体，将针头插入胶塞密封（如图3），然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐________（填“变深”或“变浅”），原因是________。[已知2NO2(g)N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡]

高三化学填空题困难题查看答案及解析

氮的固定意义重大，氮肥的大面积使用提高了粮食产量。

(1)目前人工固氮有效且有意义的方法是_______________(用一个化学方程式表示)。

(2)自然界发生的一个固氮反应是N2(B)+O2(g) 2NO(g)，已知N2、O2、NO三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946 kJ·mol-1、498kJ·mol-1、 632kJ·mol-1，则该反应的△H=____kJ·mol-1。

(3)恒压100 kPa时，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。

①图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则 ____________点对应的压强最大。

②恒压100 kPa、25 ℃时，2NO2(g) N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为______________，列式计算平衡常数Kp=____________。(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

(4)室温下，用往射器吸入一定量NO2气体，将针头插入胶塞密封，然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐__________(填“变深”或“变浅”)，原因是________________。[已知2NO2(g)N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡]

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氮的固定意义重大，氮肥的使用大面积提高了粮食产量。人工固氮最有效的方法是合成氦，一种工业合成氨的简易流程如图所示(净化、后期处理等流程未列出)：

回答下列问题：

Ⅰ.步骤A制氢气的原理之一是CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)　　 ∆H=a kJ/mol

(1)已知：H2、CH4的燃烧热分别为285.8kJ/mol、890.31k/mol；H2O(g)⇌H2O(l) ∆H=-44kJ/mol则a=____kJ/mol。

(2)在密闭容器中，既能加快反应速率，又一定能提高平衡体系中H2体积分数的措施是_____(填序号)。

a.加入催化剂　　　　　　 b.升高温度　　　　　 c.降低压强　　　　　 d.增大c(H2O)

Ⅱ.步骤B完成了原料气准备后，通过步骤C合成氨，其原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ/mol。

(3)若T℃下，向一个容积为2L的真空密闭容器中(有催化剂)通入lmol N2、3mol H2，1分钟后达到化学平衡状态，测得容器内的压强是开始时的0.8倍。则：

①下列叙述可说明该反应已经达到化学平衡状态的是______(填序号)。

a.3v(H2)正=2v(NH3)逆　　　　　　　　　　　 b.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变

c.混合气体的密度不再发生改变　　　 d. 1个N≡N键断裂的同时有3个H—H键生成

②t分钟内v(H2)=_______。

③T℃下该反应的K=___________(列出计算式即可)。

④一定条件下，向体积相同的甲(含催化剂)、乙两个容器中分别充入等物质的量的N2和等物质的量的H2进行合成氨反应，均反应1小时、测得N2的转化率随温度变化如图所示，a、b、c三点中达到化学平衡状态的点有_________，乙装置中N2转化率随着温度的升高先升后降的原因可能是______。

(4)我国科学家成功研制出一种高效电催化固氮催化剂Mo2N，其固氮原理如图所示，该装置中，阴极上的电极反应式为______。

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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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Ⅰ、氮肥的使用在提高粮食产量的同时，也导致了土壤、水体污染等环境问题。

（1）长期过量使用铵态化肥NH4Cl，易导致土壤酸化，请用化学用语解释原因　　　　　　　　　　　

（2）工业上处理氨氮废水的方法是采用电解法将NO3－转化为N2，如图所示

B极的电极反应方程式是_________________________

（3）除去60L废水中的62 mg NO3－后， 废水的pH=　　　　　 。

Ⅱ、如下图所示C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在 F极附近显红色。

（1）若用甲醇、空气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则A极的电极反应式为 　　　　　　 。

（2）欲用(丙)装置给铜镀银，银应该是　 　　　 　　 电极（填G或H）。

（3）(丁)装置中Y极附近红褐色变　　 　　 　　 （填深或浅）。

（4）通电一段时间后，C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为　　　　　　　　　　 。

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氮肥的使用在提高粮食产量的同时，也导致了土壤、水体污染等环境问题。

（1）长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，请用化学用语解释原因　　 。

（2）过量的NH4+将导致水体富营养化，检测水样中NH4+所需的试剂是　　　 、 　　　　　　 。

（3）工业上处理氨氮废水的方法如下：

步骤Ⅰ：采用生物硝化法将NH4+转化NO3－

① 生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降，用离子方程式解释原因　　　 。　

② 微生物保持活性的pH范围为7～9，最适宜用来调节水体pH的物质是　　　　 。

A．NaOH　　 B．CaCO3　　 C．NH3·H2O　　 D．CO2

步骤Ⅱ：采用电解法将NO3－转化为N2

③ 与电源正极相连的一极是　　　　　 (填 “A”或“B”)。

④ B极的电极反应是　　　　　 。

⑤ 除去1L废水中的62 mg NO3－后， 废水的pH=　　　　　 。

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氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

(1)根据图1提供的信息,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　,在图1中曲线　　　　　(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线。

(2)在恒容容器中,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是　　　。

A.3v(H2)正=2v(NH3)逆

B.单位时间内生成n mol N2的同时生成2n mol NH3

C.混合气体的密度不再改变

D.容器内压强不随时间的变化而变化

(3)一定温度下,向2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,保持体积不变,0.5 min后达到平衡,测得容器中有0.4 mol NH3,则平均反应速率v(N2)=　　　　,该温度下的平衡常数K=　　　　　。若升高温度,K值变化　　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)为了寻找合成NH3的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B.根据反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的特点,在给出的坐标图2中,画出其在1 MPa和10 MPa条件下H2的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

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（12分）氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）根据图1提供的信息，写出该反应的热化学方程式________，

在图1中曲线________（填“a” 或“b”）表示加入铁触媒的能量变化曲线。

图1                                             图2

（2）在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________

A．3v(H₂)_正=2v(NH₃)_逆             B．单位时间内生成nmol N₂的同时生成2nmolNH₃

C．混合气体的密度不再改变      D．容器内压强不随时间的变化而变化

（3）一定温度下，向2L密闭容器中充入1molN₂和3molH₂，保持体积不变，0.5min后达到平衡，测得容器中有0.4mol NH₃，则平均反应速率v(N₂)=________，该温度下的平衡常数K=________。若升高温度，K值变化________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）为了寻找合成NH₃的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B．根据反应N₂+ 3H₂ 2NH₃的特点，在给出的坐标图2中，画出其在1MPa和10MPa条件下H₂的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。

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已知：N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）△H＝－92.4kJ/mol，这是目前普遍使用的人工固氮的方法。请回答下列问题：

(1)450℃时，往一个2L的密闭容器中充入2. 6mol H₂和1mol N₂， 反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：

①5 min内，消耗N₂的平均反应速率为_______________，此条件下该反应的化学平衡常数K=_______________；反应达到平衡后，若往平衡体系中加入H₂、N₂和NH₃各2mol，此时该反应的v（N₂）_正_______________v（N₂）_逆（填写“>”、“=”或“<”=）。

②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是__________（填序号字母）

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      E.容器内混合气体的平均分子量不变

③若改变某一条件，达新平衡时n(H₂)=1.60mol ，下列说法正确的是_____________。

A.平衡一定正向移动            B.可能是向容器中加入了一定量的H₂气体

C.可能是降低了容器的温度      D.可能是缩小了容器的体积

（2）450℃时，在另一密闭容器中进行上述合成氨的反应，各物质的起始浓度和平衡浓度如下表所示：

请回答：

①各物质的平衡浓度可能是_______________．

A．c=0.5mol/L   B．b=0.5mol/L     C．c=0.4mol/L   D．a=0.3mol/L

②a的取值范围是：_______________．

③请用数学表达式表示下列量之间的关系：

(I)a与b的关系：_______________。

(Ⅱ)a、b、c的关系：_______________。

(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）表面与水可发生下列反应：2N₂（g）＋6H₂O(l) 4NH₃（g）＋3O₂（g），此反应的△S__________0（填“”、 “”或“=”）， △H＝_____________。

（已知：H₂的燃烧热为285.8 kJ/mol）

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