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一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發生反應生成NH3：N2＋3H2O2NH3＋O2
進一步研究NH3生成量與溫度的關系，部分實驗數據見下表(反應時間3 h)：

T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10－6 mol)
4.8
5.9
6.0
 
請回答下列問題：
(1)50℃時從開始到3 h內以O2物質的量變化表示的平均反應速率為        mol·h－1。
(2)該反應過程與能量關系可用如圖表示，則反應的熱化學方程式是                   。

(3)與目前廣泛應用的工業合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率較慢。請提出可提高其反應速率且增大NH3生成量的建議：                                       。
(4)工業合成氨的熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。在某壓強恒定的密閉容器中加入2 mol N2和4 mol H2，達到平衡時，N2的轉化率為50%，體積變為10 L。求：
①該條件下的平衡常數為       ；
②若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與上述平衡相同。反應放出的熱量       (填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

(1)1.5×10－6
(2)N2(g)＋3H2O(l)=2NH3(g)＋O2(g)  ΔH＝＋765.2 kJ/mol
(3)升高溫度
(4)①400 ②<

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（18分）運用化學反應原理研究氮、氯等單質及其化合物的反應有重要意義。
（1）科學家研究在一定條件下通過下列反應制備NH3:

①在其他條件相同時，反應中NH3的體積分數(a)在不同溫度下隨反應時間(t)的變化如圖。該反應的平衡常數表達式K=______，該反應中的（填“>”“<”或“=”）。

②某溫度下，在2L容積不變的密閉容器中加入1molN2和6molH2O（1）發生反應，N2轉化率隨時間(t)變化如圖。15-20min內，v(NH3)=____。若其他條件不變，在圖中畫出使用催化劑后N2的轉化率隨反應時間變化的曲線示意圖。
（2） 25℃時，某同學將0.lmol鹽酸與0.2 mol氨水等體積混合，所得混合溶液pH______7（填“>”“<”或“=”，下同），混合溶液中（25℃時，NH3.H2O的電離常數）
（3） 25℃時，向O.lmol的MgCl2溶液中逐滴加入適量0.lmol氨水，有白色沉淀生成，向反應后的濁液中，繼續加入O.lmol的FeCl3溶液，觀察到的現象是______ ；上述過程中發生的所有反應的離子方程式為______。(25℃時，，）

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

在溫度為373K時，將0.100mol無色的N2O4氣體放入1L抽空的密閉容器中，立刻出現紅棕色，直至建立N2O42NO2的平衡。下圖是隔一定時間測定到的N2O4的濃度（縱坐標為N2O4的濃度，橫坐標為時間）

（1）計算在20至40秒時間內，NO2的平均生成速率為            mol?L­-1?S­ -1。
（2）①該反應的化學平衡常數表達式為               。
②求該溫度下平衡常數的值。（寫出計算過程，下同）
（3）求達到平衡狀態時N2O4的轉化率。
（4）求平衡時容器內氣體壓強與反應前的壓強之比為多少?(最簡整數比)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

如圖所示，甲、乙均為容積1L的恒容容器，丙為恒壓容器。

向甲、丙中分別充入相應氣體，使丙起始體積為1L，維持500℃發生反應：2SO2+O2 2SO3至平衡。
甲中反應10min后達到平衡時，容器中SO3的體積分數為91%，則反應從開始至平衡的平均反應速率v(O2)=   mol·L-1·min-1，平衡常數表達式為         。SO2的平衡轉化率=         。丙中達到平衡所需的時間     10min（填“＞”、“=”、“＜”），SO3的體積分數    91%（填“＞”、“=”、“＜”）。若上述已達平衡的甲、丙容器中分別充入0．5molAr氣體，容器中SO3的物質的量：甲     丙     （填“增大”、“不變”、“減小”）。
（2）若在乙容器中充入x molSO2 0．2molO2 ymolSO3維持500℃反應至平衡時，容器中SO3的體積分數亦為91%，則x=    ，y=    。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

工業制硫酸的過程中利用反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)+Q (Q＞0)，將SO2轉化為SO3，尾氣SO2可用NaOH溶液進行吸收。請回答下列問題：
（1）寫出該可逆反應的化學平衡常數表達式                                   ；
（2）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2發生反應，下列說法中，正確的是    (填編號)。
a．若反應速率υ正(O2)=2υ逆(SO3)，則可以說明該可逆反應已達到平衡狀態
b．保持溫度和容器體積不變，充入2 mol N2，化學反應速率加快
c．平衡后移動活塞壓縮氣體，平衡時SO2、O2的百分含量減小，SO3的百分含量增大
d．平衡后升高溫度，平衡常數K增大
將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，在不同溫度下進行反應得到如下表中的兩組數據：

實驗編號
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
4
2
x
0.8
6
2
T2
4
2
0.4
y
t
 
（3）實驗1從開始到反應達到化學平衡時，υ(SO2)表示的反應速率為              ；
T1      T2 (選填“＞”、“＜”或“=”)，理由是                              。尾氣SO2用NaOH溶液吸收后會生成Na2SO3�，F有常溫下0.1mol/LNa2SO3溶液，實驗測定其pH約為8，完成下列問題：
（4）該溶液中c(Na+)與 c(OH－)之比為          。
該溶液中c(OH—)= c(H+)+         +         （用溶液中所含微粒的濃度表示）。
（5）如果用含等物質的量溶質的下列各溶液分別來吸收SO2，則理論吸收量由多到少的順序是         (用編號排序)
A．Na2SO3       B．Ba(NO3)2        C．Na2S       D．酸性KMnO4

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。其原理為：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，據此回答以下問題：
(1)①該反應的化學平衡常數表達式為K＝       。
②根據溫度對化學平衡的影響規律可知，對于該反應，溫度越高，其平衡常數的值越       。
(2)某溫度下，若把10 mol N2與30 mol H2置于體積為10 L的密閉容器內，反應達到平衡狀態時，測得混合氣體中氨的體積分數為20%，則該溫度下反應的K＝       (可用分數表示)。能說明該反應達到化學平衡狀態的是       (填字母)。
a．容器內的密度保持不變
b．容器內壓強保持不變
c．v正(N2)＝2v逆(NH3)
d．混合氣體中c(NH3)不變
(3)對于合成氨反應而言，下列有關圖像一定正確的是(選填序號)       。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇是一種很好的燃料,工業上用CH4和H2O為原料,通過反應Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應室(容積為100 L),在一定條件下發生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如下圖。

①已知100 ℃壓強為p1時達到平衡所需的時間為5 min,則用H2表示的平均反應速率為　　　　。 
②圖中的p1　　　　p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃壓強為p2時平衡常數為　　　　。 
③該反應的ΔH　　　　0(填“<”“>”或“=”)。 
(2)在一定條件下,將a mol CO與3amol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發反應生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0 ……Ⅱ
①若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是(　　)
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗表格中。
A.下表中剩余的實驗條件數據:a=　　　　;b=。 
B.根據反應Ⅱ的特點,下圖是在壓強分別為0.1 MPa和5 MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強px=　　　　MPa。 

實驗編號
T/℃
n(CO)/n(H2)
p/MPa
1
150
1/3
0.1
2
a
1/3
5
3
350
b
5
 

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

在一個體積為2 L的密閉容器中，高溫下發生反應：Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)。其中CO2、CO的物質的量(mol)隨時間(min)的變化關系如圖所示。

(1)反應在1 min時第一次達到平衡狀態，固體的質量增加了3.2 g。用CO2的濃度變化表示的反應速率v(CO2)＝________。
(2)反應進行至2 min時，若只改變溫度，曲線發生的變化如圖所示，3 min時再次達到平衡，則ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)5 min時再充入一定量的CO(g)，平衡發生移動。下列說法正確的是________(填寫編號)。
a．v正先增大后減小  b．v正先減小后增大
c．v逆先增大后減小  d．v逆先減小后增大
表示n(CO2)變化的曲線是________(填寫圖中曲線的字母編號)。
(4)請用固態物質的有關物理量來說明該反應已經達到化學平衡狀態：_____________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

液氨常用作制冷劑，回答下列問題
（1）一定條件下在密閉容器中發生反應：
a．NH4I(s)NH3(g) + HI(g)       b．2HI(g)  H2(g) + I2(g)
①寫出反應a的平衡常數表達式                  
②達到平衡后，擴大容器體積，反應b的移動方向      （填“正向”、“逆向”或“不移動”），達到新的平衡時容器內顏色將怎樣變化      （填“加深”、“變淺”或“不變”）
（2）工業上合成氨的反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)  ΔH＝－92.60 kJ·mol－1
下列說法能說明上述反應向正反應方向進行的是________(填序號)。
a．單位時間內生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2
b．單位時間內生成6n mol N—H鍵的同時生成2n mol H—H鍵
c．用N2、H2、NH3的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為1∶3∶2
d．混合氣體的平均摩爾質量增大
e．容器內的氣體密度不變
（3）已知合成氨反應在某溫度下2 L的密閉容器中進行，測得如下數據：

                時間(h)
物質的量(mol)
0
1
2
3
4
N2
1.50
n1
1.20
n3
1.00
H2
4.50
4.20
3.60
n4
3.00
NH3
0
0.20
 
1.00
1.00
 
根據表中數據計算：
①反應進行到2 h時放出的熱量為________ kJ。
②0～1 h內N2的平均反應速率為________ mol·L－1·h－1。
③此溫度下該反應的化學平衡常數K＝________(保留兩位小數)。
④反應達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol，化學平衡將向________方向移動(填“正反應”或“逆反應”)。
（4）肼（N2H4）的性質類似于NH3，極易溶于水，與水反應生成一種二元弱堿在溶液中分步電離，請用離子反應方程式表示其水溶液顯堿性的原因                        

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