Question

（15分）含氮化合物對人類生活有十分重大的意義。

（1）目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法是用氮氣和氫氣在一定條件下化合。

已知：N2(g)+O2(g) ＝2NO(g) △H＝+180.5kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)＝4NO(g)+6H2O(g) △H＝-905kJ/mol

2H2(g)+ O2(g)＝2H2O(g) △H＝-483.6kJ/mol

①寫出工業(yè)合成氨的熱化學方程式： 。

②實驗室模擬合成氨，在2L密閉容器中投入1molN2 和3mol H2，容器中氨氣的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示。則0~10min，NH3的平均速率為 ；達平衡時，N2的轉(zhuǎn)化率為 。

③若在②達平衡后，保持容器體積及溫度不變，移走0.5molNH3，再達平衡時，N2的體積分數(shù)將 ，平衡常數(shù) （填“增大”“減小”或“不變”）

（2）科學家一直致力于研究常溫常壓下“人工固氮”的方法。據(jù)報道：在常溫常壓條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水反應，生成NH3和一種單質(zhì)。進一步研究NH3生成量與溫度關系，部分實驗數(shù)據(jù)如下（反應時間3h，其余條件一樣）

T/℃	30	40	50
NH3生成量/10-6mol	4.8	5.9	6.0

①寫出常溫下“人工固氮”反應的化學方程式： _此反應△H 0（填“>”、“<”或“=）。

②該反應中的催化劑TiO2的制取方法之一是將TiCl4氣體導入氫氧火焰中（700~1000℃）進行水解。寫出TiCl4水解的化學方程式： 。

③在上述固氮過程中，除加入催化劑外，能提高生產(chǎn)速率，但不降低產(chǎn)率的措施還可以是 。

A．適當升高溫度 B．將氨氣液化分離

C．增大反應物N2的濃度 D．增大壓強

Answer 1

（1）①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＝-92.4 kJ/mol

②0.04mol/(L·min)； 40% ③增大，不變

（2）①2N2 +6H2O =4NH3 + 3O2 > ②TiCl4 + 2H2O TiO2 +4HCl ③AC

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)蓋斯定律，一式減去二式的二分之一加上三式的二分之三得熱化學方程式為：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＝-92.4 kJ/mol ；

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

起始量 1 3 0

變化量 n 3n 2n

平衡量 1-n 3-3n 2n

平衡時氨氣的百分含量為25%，所以[2n/(4-2n)]×100%=25% 解得n=0.4

NH3的平均速率為0.8/(2×10)= 0.04mol/(L·min) ；達平衡時，N2的轉(zhuǎn)化率為(0.4/1) ×100%=40%;

③保持容器體積及溫度不變，移走0.5molNH3，相當于減小壓強，平衡逆向移動，再達平衡時，N2的體積分數(shù)將增大，溫度不變，平衡常數(shù)不變；

（2）①根據(jù)題給信息可知，反應物為N2 和H2O，生成物為氨氣和氧氣，所以化學方程式為：2N2 +6H2O =4NH3 + 3O2，△H > 0;②TiCl4水解生成TiO2，TiCl4水解的化學方程式為TiCl4 + 2H2O TiO2 +4HCl；③A．適當升高溫度，平衡右移，速率加快，符合；B．將氨氣液化分離，平衡右移，速率減慢，不符；C．增大反應物N2的濃度，平衡右移，速率加快，符合；D．增大壓強，平衡左移，速率加快，不符；選AC。

考點：考查熱化學方程式的書寫，化學反應速率的計算，影響平衡的因素。