Ⅰ、已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＝－92.4kJ/mol，这是目前普遍...

Ⅰ、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：

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：

(1)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)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.平衡可能正向移动　　　　　　　　 　　 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.可能是增大了容器的体积

Ⅱ、已知某溶液中只存在OH－、H+、NH4+、Cl－四种离子，某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系：

A．c(Cl－)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH－)　 B．c(Cl－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＞c(H+)

C．c(Cl－)＞c(H+)＞c(NH4+)＞c(OH－)　 D．c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)

(1)若溶液中只溶解了一种溶质，该溶质的名称是__________，上述离子浓度大小顺序关系中正确的是(选填序号)_________________________。

(2)若上述关系中C是正确的，则溶液中溶质的化学式是______________

(3)若该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)(填“>”、“<”、或“=”，下同)_____c(NH3·H2O)，混合后溶液中c(NH4+)与c(Cl－)的关系c(NH4+)______c(Cl－)。

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科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。

（1）目前合成氨技术原理为：N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)；

△H=—92.4kJ·mol^—1。

① 673K，30MPa下，上述合成氨反应中n(NH₃)和n(H₂)随

时间变化的关系如右图所示。下列叙述正确的是。

A．点a的正反应速率比点b的大

B．点c处反应达到平衡

C．点d和点 e处的n(N₂)相同

D．773K，30MPa下，反应至t₂时刻达到平衡，则n(NH₃)比图中e点的值大

② 在容积为2.0 L恒容的密闭容器中充入0.80 mol N₂(g)和1.60 mol H₂(g)，反应在673K、30MPa下达到平衡时，NH₃的体积分数为20%。该条件下反应N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)的平衡常数K=。K值越大，表明反应达到平衡时。（填标号）。

A．化学反应速率越大   B．NH₃的产量一定越大  C．正反应进行得越完全

（2）1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性

的 SCY陶瓷（能传递H⁺），实现了高温常压下高转化率的电

解合成氨。其实验装置如图，阴极的电极反应式。

（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）表面与水发生下列反应：

N₂(g) + 3H₂O(1)  2NH₃(g) + O₂(g)  △H = a kJ·mol^—1

进一步研究NH₃生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：

①此合成反应的a________0；ΔS________0（填“＞”、“＜”或“＝”）；该反应属于________

A．一定自发   B．一定不自发   C．高温自发    D．低温自发

②已知：N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH= －92 .4kJ·mol^—1

2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l) = －571.6kJ·mol^—1

则N₂(g) + 3H₂O(1) = 2NH₃(g) + O₂(g) ΔH=________kJ·mol^—1。

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（12分）科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

（1）合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 H=-92.4 kJ／mol，该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是　　　　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的，此时H2的转化率为　　　　　　 （计算出结果）；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是　　　　　　　 (填选项字母)。

A．向容器中按原比例再充入原料气　　　 B．向容器中再充入一定量H2

C．改变反应的催化剂　　　　　　　　　　　 D．液化生成物分离出氨

（2）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和TiO2)表面与水发生反应：

2N2(g)+6H2O（1） 4NH3(g)+3O2(g)　 H=+1530 kJ／mol

又知：H2O（1）=H2O(g)　 H=+44.0 kJ／mol

则2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g)　 H =　　　　 kJ／mol，该反应的化学平衡常数表达式为K=　　　　　　　　 ，控制其他条件不变，增大压强，K值　　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

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运用化学反应原理对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。氨的合成是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键键能为436kJ·mol-1，N≡N键键能为945 kJ·mol-1，N—H键键能为391 kJ·mol-1。由键能计算消耗1 mol N2时的ΔH=_____。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。

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

③废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。如图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作____(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)极，其电极反应式为____。

（2）某温度下在容积固定的密闭容器中，下列反应达到平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

①该反应的平衡常数为_____。该温度下，向容器中充入1 mol CO、3 mol H2O、2 mol CO2、1.5 mol H2，则起始时该反应速率v(正)______(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。

②结合表中数据，判断下列说法正确的是_______(填字母)。

A．增加H2O(g)的量，CO的转化率升高而H2O(g)的转化率降低

B．若CO与H2O(g)的转化率相同，二者的初始投入量一定相同

C．CO和H2O(g)初始物质的量之比等于二者转化率之比

D．当CO与H2O(g)物质的量之比为1∶4时，CO的转化率为0.85

③该温度下，向容器中充入2 mol CO、2 mol H2O，达平衡时放出a kJ热量，则该反应的ΔH=_____。

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（10分）(1) 氨是氮循环中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）已知：H－H键能为436KJ·mol^-1，N≡N键能为945 KJ·mol^-1，N－H键能为391 KJ·mol^-1。写出合成氨反应的热化学方程式：________

（2）可逆反应N₂ +3H₂2NH₃ 在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是________

①单位时问内生成n mo1 N₂的同时生成3n mol H₂

②单位时间内1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂

③容器中N₂、H₂、NH₃的物质的量为1：3：2

④常温下，混合气体的密度不再改变的状态

⑤常温下，混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

（3）恒温下，往一个2L的密闭容器中充入2.6 mol H₂和1 mol N₂，反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所：

5min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，化学平衡将向________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动。

（4）氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂以天然石膏矿（主要成分CaSO₄）为原料生产铵态氮肥(NH₄)₂SO₄，（已知Ksp(CaSO₄)=7.10×10^-5  Ksp(CaCO₃)=4.96×10^-9）其工艺流程如下：

请写出制备(NH₄)₂SO₄的反应方程式：；

并利用有关数据简述上述反应能发生的原因________

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氨是氮循环中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）已知：H—H键能为436kJ·mol^—1，键能为945kJ· mol^—1，N—H键能为391kJ·mol^—1。写出合成氨反应的热化学方程式：

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合成氨是人工固氮最重要的途径，反应的热化学方程式如下：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　　 ΔH=-92.4kJ·mol-1。

（1）工业上有利于提高合成氨产率的条件有___。

A.低温　　 B.高温　　 C.低压　　 D.高压　　 E.催化剂

（2）关于合成氨的说法，正确的是__。

A.合成氨反应的ΔH和ΔS都小于零

B.控制在773K下反应，目的是加快反应速率和提高平衡转化率

C.将NH3液化后移去，利于反应速率提高和平衡正向移动

D.原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和事故发生

（3）若N2、H2的初始投入量分别为0.1mol、0.3mol，在恒容容器中反应，平衡后混合物中氨的体积分数(ψ)与温度、压强的关系如图所示。

①比较p2、p3的大小：p2__p3（填“＞”“＜”或“＝”），其原因是__。

②比较平衡时A、B点对应的化学反应速率：VA(N2)__VB(N2)（填“＞”“＜”或“＝”）。

③若起始压强为1×108Pa，则平衡时B点的压强为___Pa。

（4）科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOH-KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250℃和常压下可实现电化学合成氨，阴极区发生的变化可按两步进行。已知第一步的反应为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，则第二步的反应方程式为___。

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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。 合成氨反应： N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） △H

（1）若该反应在一定条件下能自发，则该反应的△H________0、△S________0（填“＜”、“＞”或“=”）。

（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 molNH₃

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。请在下表的①②处填入合适的实验条件数据。

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