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1、填空题 (8分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h):
T/K
| 303
| 313
| 323
| 353
|
NH3生成量/(10-6mol)
| 4.8
| 5.9
| 6.0
| 2.0
|
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l)====2NH3(g)+
O2(g)?ΔH
=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)右图是上述反应在无催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图,请在图中画出在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:?。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
。计算
①该条件下N2的平衡转化率是?;
②该条件下反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的平衡常数为?
?。
③若温度不变,减小容器体积,则平衡向---------------------------移动,c(NH3)将--------------------
c(N2)将----------------------(填增大、减小或不变)?
参考答案:(1)画图略。(2分)
(2)升高温度,增大反应物N2的浓度,不断移出生成物(2分)
(3)66
.7%(2分)?0.005(2分)
本题解析:(1)作图要点:①催化剂
可降低反应的活化能,但这对各反应前后能量变化并不产生任何影响。
②该反应为吸热反应,所以反应物的总能量要低于生成物的总能量。
(2)该反应的正反应是吸热反应,升高温度,使化学平衡向正反应方向移动,从而增大NH3的生成量,升高温度也能提高反应速率;增大反应物N2的浓度,加快反应速率,并使化学平衡向右移动;不断移出生成物,使平衡向右移动,增大NH3的生成量。
(3)由三行式法计算可知,起始时,c(N2)=0.3mol·L-1。平衡时,c(N2)=0.1 mol·L-1;?c(H2)=0.2? mol·L-1;c(NH3)=0.4? mol·L-1。
①所以N2的平衡转化率
。
④?反应2NH3(g)====N2(g)+3H2(g)的平衡常数
。
本题难度:一般
2、选择题 向2L的密闭容器中充入7.6mol NO和3.8mol O2,发生如下反应:

①2NO(g)+O2 (g)
2NO2(g)
②2NO2(g)
N2O4(g)
测得NO2和N2O4的浓度变化如图所示,0~10min维持容器温度为T1℃,10min后升高并维持容器的温度为T2℃。下列说法正确的是
A.前5min反应的平均速率v(N2O4)=0.18mol·(L·min)-1
B.T1℃时反应②的化学平衡常数K=0.6
C.反应①、②均为吸热反应
D.若起始时向该容器中充入3.6mol NO2和2.0mol N2O4,T1℃达到平衡时,N2O4的转化率为10%
参考答案:AD
本题解析:A、前5min反应的平均速率v(N2O4)=0.9÷5=0.18mol·(L·min)-1,正确;B、T1℃时反应②的化学平衡常数K=0.9÷1.52=0.4,错误;C、若反应①、②均为吸热反应则升高温度平衡正向移动,N2O4浓度应增多,错误;D、此时反应与原反应等效平衡,平衡时N2O4的物质的量为0.9×2=1.8mol,即此反应N2O4需转化2-0.8=0.2mol转化率为10%,正确。
本题难度:一般
3、实验题 (10分)为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过下图实验装置测定反应中生成的CO2气体体积,并绘制出如图所示的曲线,在该实验过程中发现锥形瓶温度升高。请分析讨论以下问题。

(1)在O ~ t1、t1 ~ t2、t2 ~ t3各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是?,可能的原因是?;收集到的气体最多的是?时间段。
(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸溶液中加入下列物质,你认为可行的有?;
A.蒸馏水
B.NaCl固体
C.NaCl溶液
D.通入HCl