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。進一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時間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N2的物質(zhì)的量均為1 mol)與N2平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。請回答：

①在上述三種溫度中，曲線X對應(yīng)的溫度是________。
②a、b、c三點H2的轉(zhuǎn)化率最小的是________點、轉(zhuǎn)化率最大的是________點。
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，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________ 。

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

解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 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，實驗數(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甲組實驗的混合溶液中離子濃度由大到小順序為                            。由水電離出的c(OHˉ)=                   mol/L。
②乙組實驗中HY為強酸，則HY溶液的c1        （填“<”、“=”或“>”）0.1。
（2）汽車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。某研究小組在實驗室以Ag－ZSM－5為催化劑，測得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)到平衡時測得c(CO)=0.2mol/L，則此時的溫度為          。
③請在下列坐標(biāo)中畫出②中求得該溫度下CO、H2和CH3OH的濃度隨時間變化的曲線，并進行適當(dāng)?shù)臉?biāo)注。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

（16分）NO和NO2是常見的氮氧化物，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，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，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，同時實現(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，再往容器中同時充入
NO2、SO2、SO3、NO各1mol，平衡 （填序號）。
A．向正反應(yīng)方向移動
B．向逆反應(yīng)方向移動
C．不移動
（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) 來源： 題型：問答題

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、錯選均不得分)
A．容器內(nèi)壓強不變          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，測得壓強－時間圖像如圖甲，測得p2＝0.6p1，此時溫度與起始溫度相同，在達(dá)到平衡前某一時刻(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，平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率為________。

(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，測得H2(g)和CH4(g)的物質(zhì)的量濃度隨時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____________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

合成氨的流程示意圖如下：

回答下列問題：
(1)工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的，通常使用的兩種分離方法是____________、____________；氫氣的來源是水和碳?xì)浠衔�，寫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__________________________。
(3)設(shè)備B的名稱為________，其中m和n是兩個通水口，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)在原料氣制備過程中混有的CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應(yīng)來實現(xiàn)：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
已知1 000 K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%，則起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

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的密閉容器中進行反應(yīng)： CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ，其他條件不變，在300℃和500℃時，物質(zhì)的量n（CH3OH）與反應(yīng)時間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
（4）CH4和H2O在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2，T℃時，向1 L密閉容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O（g），5小時后測得反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài)，此時CH4的轉(zhuǎn)化率為50% ，計算該溫度下的平衡常數(shù)       （結(jié)果保留小數(shù)點后兩位數(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�；卮鹣铝袉栴}：

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，實際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大，可能原因是                  。
（6）25℃時，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) 來源： 題型：計算題


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，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

          時間（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，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）。
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，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     （填選項編號）。
a．單位時間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時消耗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電池可用作水下動力電源，其原理如下圖所示：
           
請寫出該電池正極反應(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) 來源： 題型：實驗題

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

編號
 		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）實驗①和②的目的是                                    。
為了獲得鋁粉溶解量，還需要測量的數(shù)據(jù)是                                 。
（2）實驗①和③是為了研究硫酸的濃度對該反應(yīng)的影響，則t1=    ℃，V1=      mL。
（3）實驗③和④是為了研究加入CuSO4溶液對該反應(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) 來源： 題型：問答題

(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）實驗室常用來制備氯氣的化學(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）實驗室中可用氯仿（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計算反應(yīng)在第8min時的平衡常數(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時反應(yīng)于溫度T（8）下重新達(dá)到平衡，則此時c（COCl2）=       mol·L-1；
④比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時平均反應(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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