氮的固定有三種途徑：生物固氮、自然固氮和工業(yè)固氮。根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時(shí)間1 h)：

T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10－6 mol)
4.8
5.9
6.0
2.0
相應(yīng)的化學(xué)方程式：2N2(g)＋6H2O(l) 4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝a kJ·mol－1
回答下列問(wèn)題：
(1)此合成反應(yīng)的a________0；ΔS________0，(填“＞”、“＜”或“＝”)
(2)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l)　   ΔH ＝－571.6 kJ·mol－1
則2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2 (g)　ΔH＝________kJ·mol－1
(3)從323 K到353 K，氨氣的生成量減少的可能原因_________________；
(4)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol－1，分別研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三種溫度下合成氨氣的規(guī)律。下圖是上述三種溫度下不同的H2和N2的起始組成比(起始時(shí)N2的物質(zhì)的量均為1 mol)與N2平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。請(qǐng)回答：

①在上述三種溫度中，曲線X對(duì)應(yīng)的溫度是________。
②a、b、c三點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率最小的是________點(diǎn)、轉(zhuǎn)化率最大的是________點(diǎn)。
③在容積為1.0 L的密閉容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 mol H2(g)，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為4/7。該條件下反應(yīng)2NH3(g)  N2(g)＋3H2(g)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______ 。

⑴)＞�。�
(2)＋1530 kJ·mol－1
(3)氨氣在高溫下被氧氣氧化(或：在較高溫度時(shí)催化劑活性降低，反應(yīng)還沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài))
(4)①  T1�、赾 　b �、�5.0×10－3

解析

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

（1）常溫下，將2種一元酸分別和NaOH溶液等體積混合，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

組別
一元酸
NaOH
pH
甲
c(HX)=0.1mol/L
c(NaOH)=0.1mol/L
pH=9
乙
c(HY)=c1mol/L
c(NaOH)=0.1mol/L
pH=7
 
①甲組實(shí)驗(yàn)的混合溶液中離子濃度由大到小順序?yàn)?u>                            。由水電離出的c(OHˉ)=                   mol/L。
②乙組實(shí)驗(yàn)中HY為強(qiáng)酸，則HY溶液的c1        （填“<”、“=”或“>”）0.1。
（2）汽車(chē)使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag－ZSM－5為催化劑，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n(NO)/n(CO)比例變化情況如下圖。

①為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為N2的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和n(NO)/n(CO)比例分別為                 、                。
②用CxHy（烴）催化還原NOx也可消除氮氧化物生成無(wú)污染的物質(zhì)。CH4與NO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                                    。
（3）工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇：
CO(g)  +  2H2(g)    CH3OH(g)      △H
下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。
溫度
523K
573K
623K
平衡常數(shù)(K)
2.041
0.270
0.012
 
①由表中數(shù)據(jù)判斷△H        0（填“<”、“=”或“>”）。
②某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)10min后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L，則此時(shí)的溫度為          。
③請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)中畫(huà)出②中求得該溫度下CO、H2和CH3OH的濃度隨時(shí)間變化的曲線，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉?biāo)注。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：問(wèn)答題

（16分）NO和NO2是常見(jiàn)的氮氧化物，研究它們的綜合利用有重要意義。
（1）氮氧化物產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題有          （填一種）。
（2）氧化—還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下：
①反應(yīng)Ⅰ為：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是       mol。
②反應(yīng)Ⅱ中，當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是      。
（3）硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為：
NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1
①已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1
寫(xiě)出NO和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學(xué)方程式                  。
②一定溫度下，向2 L恒容密閉容器中充入NO2和SO2各1 mol，5min達(dá)到平衡，此時(shí)容器中NO 和NO2的濃度之比為3∶1，則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率是      。
③上述反應(yīng)達(dá)平衡后，其它條件不變時(shí)，再往容器中同時(shí)充入
NO2、SO2、SO3、NO各1mol，平衡 （填序號(hào)）。
A．向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B．向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C．不移動(dòng)
（4）某化學(xué)興趣小組構(gòu)想將NO轉(zhuǎn)化為HNO3，裝置如圖，電極為多孔惰性材料。則負(fù)極的電極反應(yīng)式是            。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：問(wèn)答題

2012年8月24日，武漢市一家有色金屬制造廠發(fā)生氨氣泄露事故。已知在一定溫度下，合成氨工業(yè)原料氣H2制備涉及下面的兩個(gè)反應(yīng)：
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；
CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。
(1)判斷反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。(多選、漏選、錯(cuò)選均不得分)
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變          B．混合氣體中c(CO)不變
C．v正(H2)＝v逆(H2O)  D．c(CO2)＝c(CO)
(2)在2 L定容密閉容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g)，發(fā)生反應(yīng)：3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，測(cè)得壓強(qiáng)－時(shí)間圖像如圖甲，測(cè)得p2＝0.6p1，此時(shí)溫度與起始溫度相同，在達(dá)到平衡前某一時(shí)刻(t1)若僅改變一種條件，得到如乙圖像。

①若圖中c＝1.6 mol，則改變的條件是________(填字母)；
②若圖中c＜1.6 mol，則改變的條件是__________(填字母)；此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)____________。(填字母)(填“增大”、“減小”、“不變”)
A．升溫　　　B．降溫　　　C．加壓　　　D．減壓　　　E．加催化劑
(3)如(2)題中圖甲，平衡時(shí)氫氣的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。

(4)工業(yè)上可利用如下反應(yīng)：H2O (g)＋CH4 (g)  CO(g)＋3H2(g)制備CO和H2。在一定條件下1 L的密閉容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4，測(cè)得H2(g)和CH4(g)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線如右圖所示：0～4 s內(nèi)，用CO(g)表示的反應(yīng)速率為_(kāi)___________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：問(wèn)答題

合成氨的流程示意圖如下：

回答下列問(wèn)題：
(1)工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃�。氮�(dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來(lái)的，通常使用的兩種分離方法是____________、____________；氫氣的來(lái)源是水和碳?xì)浠衔�，�?xiě)出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)方程式________________________，__________________________。
(2)設(shè)備A中含有電加熱器，觸媒和熱交換器，設(shè)備A的名稱是________，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________。
(3)設(shè)備B的名稱為_(kāi)_______，其中m和n是兩個(gè)通水口，入水口是________(填“m”或“n”)。不宜從相反方向通水的原因是________________________________________。
(4)設(shè)備C的作用是____________________________________________。
(5)在原料氣制備過(guò)程中混有的CO對(duì)催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過(guò)如下反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
已知1 000 K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過(guò)90%，則起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：問(wèn)答題

甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。
（1）一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
①CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） △H1    
②2CO（g）+O2（g） ＝2CO2（g）              △H2
③2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）                   △H3
則CO（g） + 2H2（g） CH3OH（g）　△H＝              。
（2）在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)： CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ，其他條件不變，在300℃和500℃時(shí)，物質(zhì)的量n（CH3OH）與反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的△H       0（填>、<或=）。

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施有____________（填字母）。

A．縮小容器體積
B．降低溫度
C．升高溫度
D．使用合適的催化劑
E．將甲醇從混合體系中分離出來(lái)
（4）CH4和H2O在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2，T℃時(shí)，向1 L密閉容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O（g），5小時(shí)后測(cè)得反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為50% ，計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)       （結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）。
（5）以甲醇為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

①B極的電極反應(yīng)式為                  。
②若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mole-時(shí)，實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大，可能原因是                  。
（6）25℃時(shí)，草酸鈣的Ksp=4.0×10-8,碳酸鈣的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸鉀溶液20ml，能否產(chǎn)生沉淀            （填“能”或“否”）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：計(jì)算題


碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。
（1）真空碳熱還原—氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：
2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)=6AlCl(g)＋6CO(g)   △H＝a kJ·mol－1
3AlCl(g) ＝2Al(l)＋AlCl3(g)                    △H＝b kJ·mol－1
反應(yīng)Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的△H=      kJ·mol－1（用含a、b的代數(shù)式表示）；
（2）用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  △H="Q" kJ·mol－1在T1℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

          時(shí)間（mol/L）
濃度（mol/L）
 0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①0～10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)＝       ，T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝      ；
②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是      （填字母編號(hào)）。
a．通入一定量的NO            b．加入一定量的活性炭
c．加入合適的催化劑           d．適當(dāng)縮小容器的體積   
③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，則Q        0（填“>”或“<”）。
④在恒容條件下，能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是     （填選項(xiàng)編號(hào)）。
a．單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時(shí)消耗n mol CO2(g) 
b．反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變
c．混合氣體的密度不再發(fā)生改變                
d．反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變
（3）鋁電池性能優(yōu)越，Al—Ag2O電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如下圖所示：
           
請(qǐng)寫(xiě)出該電池正極反應(yīng)式          ；常溫下，用該化學(xué)電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液（過(guò)量），消耗27mg Al，則電解后溶液的pH＝     （不考慮溶液體積的變化）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（10分）某研究小組為了研究不同條件下金屬鋁粉在過(guò)量稀硫酸中的溶解性能，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。已知：c(H2SO4)="4.5" mol·L－1，反應(yīng)均需要攪拌60min。

編號(hào)
 		溫度/℃
 		加入某鹽
 		H2SO4體積/mL
 		H2O體積/mL
 		鋁粉加入量/g
 		鋁粉溶解量 /g
 
①
 		20
 		不加
 		40
 		0
 		2.0050
 		0.0307
 
②
 		80
 		不加
 		40
 		0
 		2.0050
 		0.1184
 
③
 		t1
 		不加
 		20
 		V1
 		2.0050
 		﹨
 
④
 		t2
 		5 mL0.01 mol·L－1
CuSO4溶液
 		20
 		V2
 		2.0050
 		﹨
 
（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是                                    。
為了獲得鋁粉溶解量，還需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是                                 。
（2）實(shí)驗(yàn)①和③是為了研究硫酸的濃度對(duì)該反應(yīng)的影響，則t1=    ℃，V1=      mL。
（3）實(shí)驗(yàn)③和④是為了研究加入CuSO4溶液對(duì)該反應(yīng)的影響，則t2=   ℃，V2=     mL。
研究表明，在相同條件下加入少量CuSO4有利于Al的溶解。原因是                   。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：問(wèn)答題

(15分)光氣（COCl2）在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。
（1）實(shí)驗(yàn)室常用來(lái)制備氯氣的化學(xué)方程式為                                     ；
（2）工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO，已知CH4、H2、和CO的燃燒熱（ΔH）分別為-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ.mol-1和-283.0kJ.mol-1，則生成1m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO所需熱量為                ；
（3）實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿（CHCl3）與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為
                                            ；
（4）COCl2的分解反應(yīng)為COCl2（g）=Cl2（g）+CO（g） ΔH=+108kJ·mol-1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示（第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出）：

①計(jì)算反應(yīng)在第8min時(shí)的平衡常數(shù)K=                  ；
②比較第2min反應(yīng)溫度T（2）與第8min反應(yīng)溫度T（8）的高低：T（2）     T（8）
（填“<”、“>”或“=”），
③若12min時(shí)反應(yīng)于溫度T（8）下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c（COCl2）=       mol·L-1；
④比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時(shí)平均反應(yīng)速率（平均反應(yīng)速率分別以v（2-3）、v（5-6）、v（12-13））的大小                                       ；
⑤比較反應(yīng)物COCl2在5-6min和15-16min時(shí)平均反應(yīng)速率的大小：v（5-6）     v（15-16）（填“<”、“>”或“=”），原因是                                                     。

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同步練習(xí)冊(cè)答案