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    1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides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化学合成氨．其实验装置如图．

    阴极的电极反应式为________．

    答案：
    解析：

    N2＋6H+＋6e－2NH3


    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究．目前合成氨技术原理为：
    N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）+92.4kJ/mol
    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图1所示．

    （1）下列叙述正确的是
    AC
    AC

    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2.0L恒容得密闭容器中充入0.80mol N2（g）和1.60mol H2（g），673K、30MPa下达到平衡时，NH3的体积分数为20%．该条件下，N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的平衡常数值为：
    1.07
    1.07
    ．
    （3）K值越大，表明反应达到平衡时
    C
    C
    ．
    A．H2的转化率一定越高    B．NH3的产量一定越大    C．正反应进行得越完全    D．化学反应速率越大
    （4）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2．阳极的电极反应为：H2-2e→2H+，则阴极的电极反应为：
    N2+6H++6e-=2NH3
    N2+6H++6e-=2NH3
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2009?清远模拟）德国人哈伯在1909年发明的合成氨反应原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）  已知298K时：△H=-92.4kJ?mol-1试回答下列问题：
    （1）在298K时，将10mol N2和30mol H2放入合成塔中，为何放出的热量小于924kJ？
    该反应为可逆反应，10molN2和30molH2不可能完全反应，所以放出的热量小于10×10×92.4kJ=924kJ
    该反应为可逆反应，10molN2和30molH2不可能完全反应，所以放出的热量小于10×10×92.4kJ=924kJ
    ．
    （2）如图一在一定条件下，将1mol N2与3mol H2混合于一个10L密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答：
    ①N2的转化率αA为
    40%
    40%
    ．
    ②在状态A时，平衡常数KA=
    0.082
    0.06×0.183
    0.082
    0.06×0.183
    （代入数值的表达式，不写出具体数值）当温度由T1变化到T2时，KA
    ＞
    ＞
    KB（填“＞”、“＜”或“=”）
    （3）图二是实验室模拟工业法合成氨的简易装置．简述检验有氨气生成的方法
    用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处，若试纸变蓝，说明有氨气生成
    用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处，若试纸变蓝，说明有氨气生成
    ．在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides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化学合成氨．其实验装置如图．阴极的电极反应式
    N2+6e-+6H+=2NH3
    N2+6e-+6H+=2NH3
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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．
    （1）根据下图提供的信息，写出该反应的热化学方程式
    N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ?mol-1
    N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ?mol-1
    ，如图的曲线中
    b
    b
    （填“a”或“b”）表示加入
    铁触媒（催化剂）的能量变化曲线．

    （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
    BD
    BD
    ．
    A．3υ（H2）正=2υ（NH3）逆
    B．单位时间内生成n mol N2的同时生成2n molNH3
    C．容器内气体的密度不随时间的变化而变化
    D．容器内压强不随时间的变化而变化
    （3）500℃、50MPa时，在容积为1L的容器中加入1mol N2、3mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为a．则K和a的关系是K=
    4a2
    27(1-a)4
    4a2
    27(1-a)4
    ．
    （4）为了寻找合成NH3的适宜条件，某同学设计了三组实验（如下表），请在下表空格处填入相应的实验条件及数据．
    实验编号 T（℃） n （N2）/n（H2） P（MPa）
    ⅰ 450 1/3 1
    ⅱ 1/3 10
    ⅲ 480 10
    实验编号 T（℃） n （N2）/n（H2） P（MPa）
    ⅰ 450 1/3 1
    ⅱ 1/3 10
    ⅲ 480 10
    （5）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．阴极的电极反应式为
    N2+6H++6e-=2NH3
    N2+6H++6e-=2NH3
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国人哈伯在1905年发明的，其合成原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；ΔH＜0，他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。工业上合成氨的部分工艺流程如下：

    反应体系中各组分的部分性质见下表：

    气体

    氮气

    氢气

    氨

    熔点/℃

    -210.01

    -252.77

    -77.74

    沸点/℃

    -195.79

    -259.23

    -33.42

    (1)合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程，即反应后通过把混合气体的温度降低到____________，使混合气体分离出产品，N2、H2继续循环。写出该反应的化学平衡常数表达式：K=____________。

    (2)运用化学反应速率和化学平衡的观点说明工业上采用“使混合气体分离出产品，N2、H2继续循环”的生产措施的理由：___________________________________________________。

    (3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_____________________________。

    (4)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图甲所示。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(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样

    D.其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中d点的值大

    (5)1998年希腊亚里斯多德大学的Marncellos和Stoukides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化学合成氨，其实验装置如下图乙。阴极的电极反应式为__________________________________________________________________。

             

                      甲                                                 乙

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    (8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：

    N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)；已知298 K时，

    ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·mol－1·K－1，试回答下列问题：

    (1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298K时，将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

    (2)如图在一定条件下，将1 mol N2和3mol H2混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：

    ①N2的转化率为________；

    ②在达到状态A时，平衡常数KA＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T1变化到T2时，KA________KB(填“＝”、“<”或“>”)。

    ③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)

    a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动

    b．N2的正反应速率是H2的逆反应速率的1/3倍

    c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小

    d．增加N2的物质的量，H2的转化率降低

    (3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。

    (4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

    则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

     

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