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工業(yè)合成氨是人類科學技術的一項重大突破。其合成原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，△S＜0。

（1）下列關于工業(yè)合成氨的說法正確的是
D
D
。
A．因為△H＜0，所以該反應一定能自發(fā)進行
B．因為△S＜0，所以該反應一定不能自發(fā)進行
C．在高溫下進行是為了提高反應物的轉化率
D．生產(chǎn)中在考慮動力和設備材料承受能力的前提下，壓強越大轉化率越大
（2）在恒溫恒容密閉容器中進行合成氨的反應，下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是
BC
BC
。
A．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2
B．N₂百分含量保持不變
C．容器內(nèi)壓強保持不變
D．混合氣體的密度保持不變
（3）工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如圖1。
請用平衡移動原理來解釋在流程中及時分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因
減少生成物濃度，同時增加反應物濃度，可以使平衡正向進行程度更大，提高產(chǎn)率
減少生成物濃度，同時增加反應物濃度，可以使平衡正向進行程度更大，提高產(chǎn)率
。
（4）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量對工業(yè)合成氨反應的影響。實驗結果如圖2所示。（圖中T表示溫度）
①圖象中T₂和T₁的關系是：T₁
＞
＞
T₂。（填“＞，＜或=”，下同）
②a、b、c、d四點所處的平衡狀態(tài)中，反應物N₂ 的轉化率最高的是
c
c
。（填字母）
（5）恒溫下，往一個4L的密閉容器中充入2mol N₂和5.2mol H₂，反應過程中對NH₃的濃度進行檢測，得到的數(shù)據(jù)如表所示。

時間/min 5 10 15 20 25 30

c（NH₃）/mol?L^-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20

①10min時用N₂表示的平均反應速率為
0.007
0.007
mol/（L?min）^-1，此條件下該反應的化學平衡常數(shù)K=
0.1
0.1
。
②若維持容器體積不變，溫度不變，往原平衡體系中加入N₂、H₂和NH₃各4mol,化學平衡將向反應方向移動
逆
逆
。（填“正”或“逆”）
③已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+181kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ/mol
寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學方程式
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-906 kJ?mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-906 kJ?mol^-1
。

【考點】化學平衡的計算；熱化學方程式；工業(yè)制氨氣；化學平衡的影響因素；化學平衡狀態(tài)的判斷．

【答案】D；BC；減少生成物濃度，同時增加反應物濃度，可以使平衡正向進行程度更大，提高產(chǎn)率；＞；c；0.007；0.1；逆；4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-906 kJ?mol^-1

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：72引用：1難度：0.4

相似題

1．硝酸工業(yè)是國民經(jīng)濟的命脈產(chǎn)業(yè)，工業(yè)制硝酸通常是如下過程：
步驟一：氮氣與氫氣合成氨氣；步驟二：氨氣的催化氧化；步驟三：NO的氧化再水化．
請回答下列問題：
（1）對于N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₁kJ/mol,滿足如圖1象：
①根據(jù)圖△H₁

0，T₃

T₄．（填“＞”“＜”“=”）
②若溫度為T₁且容積為2L的密閉容器下中，發(fā)生合成氨的反應，起始時通入2mol的N₂和6mol的H₂，10分鐘達到平衡狀態(tài)，此時NH₃的體積分數(shù)為60%．則0到10min內(nèi)用H₂表示化學反應速率為

mol/（L?min），N₂的轉化率為

，反應開始和平衡狀態(tài)體系的壓強之比等于

．T₁溫度下平衡常數(shù)K≈

，若升高溫度K值

．（填“增大”“減小”“不變”）
③若第②小問中反應體系達到平衡后，再通入1mol N₂和3mol H₂，則H₂轉化率

．（填“增大”“減小”“不變”）
④若恒定溫度為T₁，容積為2L，則若開始通入2mol N₂和2mol H₂和2mol的NH₃則反應開始時V_正

V_逆（填“＞”“＜”“=”），達到新的平衡狀態(tài)后，再通入2mol N₂，則N₂的轉化率

．（填“升高”、“降低”或者“不變”）
⑤對于合成氨的體系中，既可以增大反應速率又可以提高H₂的轉化率的措施有

．（填兩點即可）
（2）已知：

化學鍵 N≡N H-H N-H

鍵能/kJ/mol a b c

則△H₁=

kJ/mol,問題（1）第②小問中能量變化為

kJ．
（3）已知：
①N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₁kJ/mol
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（l）△H₂kJ/mol
③4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）═4HNO₃（aq）△H₃kJ/mol
則N₂（g）+3H₂（g）+4O₂（g）═2HNO₃（aq）+2H₂O（l）△H=

kJ/mol（用a、b、c、△H₂和△H₃表示）
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.1
解析
2．硝酸是一種重要的化工原料，完成下列填空：
Ⅰ.工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的主要過程如下：
（1）以N₂和H₂為原料合成氨氣。反應為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q。
（2）下列措施可以提高H₂的轉化率的是（填選項序號）

。
a.選擇適當?shù)拇呋瘎?br />b.增大壓強
c.及時分離生成的NH₃
d.升高溫度
（3）一定溫度下，在密閉容器中充入1molN₂和3molH₂發(fā)生反應。若容器容積恒定，達到平衡狀態(tài)時，氣體的總物質的量是原來的
15
16
，則N₂的轉化率α₁=

；若容器壓強恒定，達到平衡狀態(tài)時，N₂的轉化率為α₂，則α₂

α₁ （填“＞”、“＜”或“=”）。
Ⅱ.以氨氣、空氣為主要原料制硝酸。
（4）氨氣催化氧化的催化劑是

；氨氣也可以在純氧中燃燒生成無毒、無污染的產(chǎn)物，其燃燒方程式為

。
（5）在容積恒定的密閉容器中進行反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）-Q。該反應的反應速率（v）隨時間（t）變化的關系如圖所示。若t₂、t₄時刻只改變一個條件，下列說法正確的是（填選項序號）

。

a.在t₁～t₂時，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
b.在t₂時，采取的措施可以是升高溫度
c.在t₃～t₄時，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的密度保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
d.在t₅時，容器內(nèi)NO₂的體積分數(shù)是整個過程中的最大值
Ⅲ.硝酸廠常用如下2種方法處理尾氣。
（6）催化還原法：催化劑存在時用H₂將NO₂還原為N₂。
已知：2H₂（g）+O₂（g）→2H₂O（g）+483.6kJ
N₂（g）+2O₂（g）→2NO₂ （g）+67.7kJ
則H₂還原NO₂生成水蒸氣反應的熱化學方程式是

。
（7）堿液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂。若9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液完全反應時轉移電子0.1mol,則反應的離子方程式是

。
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：8引用：1難度：0.5
解析
3．鉛具有優(yōu)秀的機械加工性能，可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機械、船舶工業(yè)、以及放射性防護等領域。
（1）鉛的主要礦藏形式是方鉛礦（PbS）利用其冶煉鉛的反應過程如下：
2PbS（s）+3O₂（g）═2PbO（s）+2SO₂（g）△H=akJ?mol^-1
PbS（s）+2O₂（g）═PbSO₄（s）△H=bkJ?mol^-1
PbS（s）+2PbO（s）═3Pb（s）+SO₂（g）△H=ckJ?mol^-1
則利用方鉛礦和鉛礬礦（主要成分為 PbSO₄）冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化學方程式為

。
（2）鉛也可以采用熱還原法冶煉：PbO（s）+CO（g ）?Pb（s）+CO₂（g）△H=d kJ?mol^-1，已知該反應的平衡常數(shù)和溫度的關系如表：

溫度/℃ 300 727 1227

K 10^6.2 631 17.4

①d

0（填＞、＜或=）
②已知某溫度下 K=10，向密閉容器中加入足量的 Pb 和一定量的 CO₂ 平衡時，混合氣體中 CO 的體積分數(shù)為

。
（3）新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質，電池總反應：
Pb+PbO₂+4H⁺
放電
充電
2Pb²⁺+2H₂O
下列關于該電池的說法正確的是

。
a.充放電時，溶液中 Pb²⁺濃度保持不變
b.放電時，溶液中 H⁺向 PbO₂極區(qū)移動
c.放電時的負極反應式為：Pb-2e^-═Pb²⁺
d.充電時的陽極反應式為：Pb²⁺+4OH^--2e^-═PbO+2H₂O
（4）河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下 Pb 元素在水中的各種存在形式物質的量分數(shù) α 和溶液 pH 的關系如圖所示：

向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至 pH=13時的主要離子反應方程式是

，其平衡常數(shù)數(shù)值為

。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：29引用：1難度：0.2
解析

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時間/min	5	10	15	20	25	30
c（NH₃）/mol?L^-1	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

化學鍵	N≡N	H-H	N-H
鍵能/kJ/mol	a	b	c

溫度/℃	300	727	1227
K	10^6.2	631	17.4