科學(xué)家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：N2(g)+ 3H2O(l)  2NH3(g)+ O2(g)�；卮鹣铝袉栴}：

（1）進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表（光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h），則該反應(yīng)的正反應(yīng)為             反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）

T/K

303

313

323

NH3生成量/（10-6 mol）

4.8

5.9

6.0

（2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議：　　                                                   。

（3）合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到，H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)

據(jù)如下：

H2(g) ：△H =－285.8 kJ・mol－1；

CO(g) ： △H =－283.0 kJ・mol－1；

CH4(g) ：△H =－890.3 kJ・mol－1 。

已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時(shí)放出44.0 kJ熱量。寫出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________________________________。 

（4）有人設(shè)想尋求適合的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HCl——NH4Cl為電解質(zhì)溶液制成新型燃料電池，請(qǐng)寫出該電極的正極反應(yīng)式                     

（5）生成的NH3可用于制銨態(tài)氮肥，如(NH4)2SO4、NH4Cl，這些肥料顯        性，原因是（用離子方程式表示）___________________________，使用時(shí)避免與________________物質(zhì)合施。              

（1）吸熱

（2）升高溫度. 增大N2的濃度

（3）CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △ H＝＋206.1 kJ・mol－1

（4） N2+8H + + 6e—  = 2 NH4+ 

（5）酸性  NH4++H2ONH3 H2O+H+  堿性

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

科學(xué)家一直致力于“人工固氨”的新方法研究．目前合成氨技術(shù)原理為：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）+92.4kJ/mol
673K，30MPa下，上述合成氨反應(yīng)中n（NH3）和n（H2）隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示．

（1）下列敘述正確的是
AC
AC

A．點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B．點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C．點(diǎn)d和點(diǎn)e處的n （N2）相同
D．773K，30MPa 下，反應(yīng)至t2時(shí)刻達(dá)到平衡，則n（NH3）比圖中e點(diǎn)的值大
（2）在容積為2.0L恒容得密閉容器中充入0.80mol N2（g）和1.60mol H2（g），673K、30MPa下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)為20%．該條件下，N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的平衡常數(shù)值為：
1.07
1.07
．
（3）K值越大，表明反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)
C
C
．
A．H2的轉(zhuǎn)化率一定越高    B．NH3的產(chǎn)量一定越大    C．正反應(yīng)進(jìn)行得越完全    D．化學(xué)反應(yīng)速率越大
（4）1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+），實(shí)現(xiàn)了高溫、常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解合成氨．其實(shí)驗(yàn)裝置如圖2．陽極的電極反應(yīng)為：H2-2e→2H+，則陰極的電極反應(yīng)為：
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2011?門頭溝區(qū)模擬）科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究．
（1）目前合成氨的技術(shù)原理為：（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/molN2
該反應(yīng)的能量變化如圖1所示．
①在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E2的變化是：
減小
減小
．（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②將一定量的N2（g）和H2（g）放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡，測得N2為0.1mol，H2為0.3mol，NH3為0.1mol．該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為
33.3%
33.3%
．
③欲提高②容器中H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是
AD
AD
．
A．向容器中按原比例再充入原料氣
B．向容器中再充入惰性氣體
C．改變反應(yīng)的催化劑
D．液化生成物分離出氨
（2）1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳導(dǎo)H+），從而實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨．其實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．陰極的電極反應(yīng)式為
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．
（3）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常 壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g）；△H=a kJ/mol
進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
T/K 303 313 323
NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
①此合成反應(yīng)的a
大于
大于
0．（填“大于”、“小于”或“等于”）
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
②已知
O2（g）+2H2（g）2H2O（l）；△H=-571.6kJ/mol則2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g）；△H=
kJ/mol
（4）NH4Cl溶液呈酸性，這是由于N
H
+
4
水解的緣故．則NH4Cl在重水（D2O）中水解的離子方程式是
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
NH4++D2O?NH3?HDO+D+
．

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年上海市青浦區(qū)高考一模化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

科學(xué)家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技術(shù)原理為：

N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol

673K，30MPa下，上述合成氨反應(yīng)中n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如右圖所示。

（1）下列敘述正確的是(  )

A．點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大

B．點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡

C．點(diǎn)d和點(diǎn)e處的n (N2)相同

D．773K，30MPa 下，反應(yīng)至t2時(shí)刻達(dá)到平衡，則n(NH3)比圖中e點(diǎn)的值大

（2）在容積為2.0 L恒容得密閉容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，673K、30MPa下達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)為20%。該條件下，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常數(shù)值為：_____________。

（3）K值越大，表明反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)(    )。

A. H2的轉(zhuǎn)化率一定越高    B．NH3的產(chǎn)量一定越大

C．正反應(yīng)進(jìn)行得越完全    D．化學(xué)反應(yīng)速率越大

（4）1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+），實(shí)現(xiàn)了高溫、常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如圖。陽極的電極反應(yīng)為：H2-2e2H+，則陰極的電極反應(yīng)為：_____________。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014屆黑龍江省高一下學(xué)期期末考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

(7分) 科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

⑴目前合成氨的技術(shù)原理為：

該反應(yīng)的能量變化如圖所示。

①在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E2的變化是：      。（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②將一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡，測得N2為0.1 mol，H2為0.3 mol，NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為      。

③欲提高②容器中H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是      。

A．向容器中按原比例再充入原料氣    B．向容器中再充入惰性氣體

C．改變反應(yīng)的催化劑                D．液化生成物分離出氨

⑵1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳導(dǎo)H+），從而實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。陰極的電極反應(yīng)式為       。

⑶根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常 壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：

進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

T/K

303

313

323

NH3生成量/（10－6mol）

4.8

5.9

6.0

①合成反應(yīng)的a_     0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

②已知

則

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2010-2011學(xué)年北京門頭溝區(qū)高三年級(jí)抽樣測試?yán)砜凭C合能力測試化學(xué)部分 題型：填空題

（14分）

科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

⑴目前合成氨的技術(shù)原理為：

該反應(yīng)的能量變化如圖所示。

①在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E2的變化是：      。（填“增大”、“減小”或“不變”）。

②將一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡，測得N2為0.1 mol，H2為0.3 mol，NH3為0.1 mol。該條件下H2的轉(zhuǎn)化率為      。

③欲提高②容器中H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是      。

A．向容器中按原比例再充入原料氣

B．向容器中再充入惰性氣體

C．改變反應(yīng)的催化劑

D．液化生成物分離出氨

⑵1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳導(dǎo)H+），從而實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。陰極的電極反應(yīng)式為      。

⑶根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常 壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：

進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

T/K

303

313

323

NH3生成量/（10－6mol）

4.8

5.9

6.0

①此合成反應(yīng)的a_     0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

②已知

⑷ NH4Cl溶液呈酸性，這是由于NH水解的緣故。則NH4Cl在重水（D2O）中水解的離子方程式是      。

 

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