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    人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
    I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入_________极（填“阴”或“阳”） ；向另一电极通入N2，该电极的反应式为__________________________。
    II.据报道，在一定条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH3，相应的反应方程式为：2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)  △H＝Q。
    （1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。
    （2）取五份等体积N2和H2O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的Q________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

    （3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______（选填字母代号），图中△H的绝对值为1530kJ·mol-1。

    III.目前工业合成氨的原理是：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   △H＝－93.0kJ/mol。
    回答下列问题：
    （1）结合II中的数据，则O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)的△H＝______________。
    （2）在一定温度下，将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。
    ①达平衡时，H2的转化率α1＝______________。
    ②在相同条件下，若起始时只将NH3置于该容器中，达到平衡状态时NH3的转化率为α2，当α1＋α2＝1时，则起始时NH3的物质的量n(NH3)＝_____________mol。
    Ⅰ. 阳（1分）    N2＋6H＋＋6e－===2NH3 （2分）
    Ⅱ.（1）K＝（2分）（2）＞（2分）  （3）d（2分）
    Ⅲ. （1）－572.0 kJ·mol－1（2分，单位不写不给分）  （2）①60%（2分）   ②2（1分）

    试题分析：Ⅰ.电解池中阳极失去电子发生氧化反应，阴极得到电子，发生还原反应。所以从总反应可以判断出H2是被氧化，应该在阳极通入，N2在阴极发生还原反应，在阴极通入，电极反应式是N2+ 6H++6e-＝2NH3。
    Ⅱ.（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应方程式可知，该反应的平衡常数的表达式K＝。
    （2）曲线是在相同时间内氮气的体积分数随温度变化的关系，曲线的变化先增大后变小。温度升高反应速率加快。在此题中，反应相同时间，低温下的两点是未达到平衡的两点，随温度的升高，氮气的体积分数随温度升高而变大。曲线的最高点是某温度下达到平衡的点，之后的两点，均是平衡后的氮气的体积分数，且随温度升高而降低，这说明升高温度平衡向正方应方向移动，因此生成氮气的反应是放热反应，即此反应的正反应为吸热反应。
    （3）根据（2）的结论，反应是吸热反应，应从c、d曲线中找答案。使用催化剂可以降低反应的活化能，因此应该选d。
    Ⅲ.（1）反应①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)和反应②2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)并依据则根据盖斯定律可知，①×－②×即得到反应O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)，所以该反应的反应热△H＝2/3×（－93 kJ·mol－1）－1/3×1530 kJ·mol－1＝－572 kJ·mol－1。
    （2）①由N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，4mol的反应物完全反应，总物质的量减小2mol。因此当减少（4－2.8）mol＝1.2mol时，参加反应的H2为1.8mol，所以氢气的转化率为×100%＝60﹪。
    ②设氨气的物质的量是x。α1＋α2＝1，所以α2＝40%。平衡时氨气的物质的量是1.2mol，所以消耗氨气是x－1.2mol，则x×40%＝x－1.2mol，解得x＝2.0mol。
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列不属于化学电源的是（　　）
    A．碱性锌锰干电池B．铅蓄电池
    C．氢氧燃料电池D．太阳能电池

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列图示与对应的叙述不相符的是（   ）
    A．图1表示相同温度下，向pH＝10的氢氧化钠溶液和氨水中分别加水稀释时pH的变化曲线，其中a表示氨水稀释时pH的变化曲线
    B．图2表示向含有少量氢氧化钠的偏铝酸钠溶液中滴加盐酸所得沉淀物质的量与盐酸体积的关系
    C．图3表示压强对可逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的影响，乙的压强比甲的压强大
    D．图4表示10 mL 0.01 mol·L－1KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液混合时，n(Mn2＋)随时间的变化(Mn2＋对该反应有催化作用)

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    升高温度，下列数据不一定增大的是
    A．化学反应速率B．化学反应的平衡常数
    C．水的离子积D．吸热反应反应物的转化率

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列有关说法正确的是  
    A．催化剂通过降低化学反应的焓变加快化学反应速率
    B．铅蓄电池充电时．标有“一”的电极应与电源的负极相连
    C．温度保持不变．向水中加入钠盐对水的电离一定没有影响
    D．向醋酸钠溶液中加水稀释时．溶液中所有离子浓度都减小

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列四个图像的有关说法正确的是
    A．①表示反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化，则该反应的△H="183" kJ·mol-1
    B．②表示其它条件不变时，反应4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同压强下B％(B的体积分数)随时间的变化，则D一定是气体
    C．③表示体积和pH均相同的HCl、CH3COOH两种溶液中，分别加入足量的锌，产生H2的体积随时间的变化，则a表示的是HCl溶液
    D．④表示10 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3和NaHCO3两种溶液中，分别滴加0.l mol/L HCl溶液时，CO2的体积随盐酸体积的变化，则b表示的是NaHCO3溶液

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    尿素（H2NCONH2)是有机态氮肥，在农业生产中有着非常重要的作用。
    （1）工业上合成尿素的反应分两步进行：
    第一步：2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
    第二步：H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l)△H2
    某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件，在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。

    ①已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定，总反应进行到______min时到达平衡。
    ②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示，则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。）
    （2）该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
    温度/℃
    		15.0
    		20.0
    		25.0
    		30.0
    		35.0
    平衡总压强/Kpa
    		5.7
    		8.3
    		12.0
    		17.1
    		24.0
    平衡气体总浓度/10-3mol/L
    		2.4
    		3.4
    		4.8
    		6.8
    		9.4
     
    ①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
    A．2V(NH3)=V(CO2)                   B．密闭容器中总压强不变
    C．密闭容器中混合气体的密度不变      D．密闭容器中氨气的体积分数不变
    ②根据表中数据，计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
    （3）已知：
    N2(g)+O2(g)=2NO(g)   △H1=+180.6KJ/mol
    N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   △H2=-92.4KJ/mol
    2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H3=-483.6KJ/mol
    则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ ? mol-1。
    （4）尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时负极电极反应式可表示为______。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列图像表达正确的是

    A．稀硫酸的稀释
    		B．等量的盐酸与过量的锌粉反应
    		C．氢气与氧气反应中的能量变化
    		D．气态氢化物沸点

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：问答题

    (16分) 氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由SiO2与过量焦炭在1300-1700oC的氮气流中反应制得3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g） Si3N4（s）+6CO（g）
    （1）上述反应氧化剂是                ，已知该反应每转移1mole—，放出132．6kJ的热量，该方程式的?H =                 。
    （2）能判断该反应（在体积不变的密闭容器中进行）已经达到平衡状态的是（       ）
    A．焦炭的质量不再变化               B．N2和CO速率之比为1:3
    C．生成6molCO同时消耗1mol Si3N4    D．混合气体的密度不再变化
    （3）下列措施中可以促进平衡右移的是（       ）
    A．升高温度   B．降低压强    C．加入更多的SiO2    D．充入N2
    （4）该反应的温度控制在1300-1700oC的原因是             。
    （5）某温度下，测得该反应中N2和CO各个时刻的浓度如下，求0—20 min内N2的平均反应速率           ，该温度下，反应的平衡常数K＝               。
    时间/min
    		0
    		5
    		10
    		15
    		20
    		25
    		30
    		35
    		40
    		45
    N2浓度/mol·L-1
    		4．00
    		3．70
    		3．50
    		3．36
    		3．26
    		3．18
    		3．10
    		3．00
    		3．00
    		3．00
    CO浓度/mol·L-1
    		0．00
    		0．90
    		1．50
    		1．92
    		2．22
    		2．46
    		2．70
    		 
    		 
    		 

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