氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。

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1. 氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。

(1) 下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。

反应

大气固氮

$\text{[math]}$

工业固氮

$\text{[math]}$

温度/℃

2000

400

450

平衡常数K

$\text{[math]}$

0.1

$\text{[math]}$

0.507

0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于（填“吸热”或“放热”）反应。

②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因：。

③下图是工业固氮反应达到平衡，混合气中 $\text{[math]}$ 的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L（ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ）、X分别代表温度或压强。其中X代表的是（填“温度”或“压强”）； $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“>”“<”或“=”）原因是。

(2) 实验室模拟工业固氮，在压强为P MPa的恒压容器中充入1mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ ，反应混合物中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示，其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。

①图中b点的转化率为； $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“＞”“=”或“＜”）。

②475℃时，该反应的压强平衡常数的代数式 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （用平衡分压代替平衡浓度计算，平衡分压=总压×物质的量分数，用含P的代数式表示，列式无需化简）

【考点】

吸热反应和放热反应; 化学平衡移动原理; 化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学反应速率与化学平衡的综合应用; 化学平衡的计算;

【答案】

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实验探究题困难

1. 已知 $\text{[math]}$ 溶液与 $\text{[math]}$ 溶液的反应为可逆反应，某小组同学对该反应进行实验探究。

(1) 甲同学首先进行了实验1。

实验1	实验步骤	实验现象
	i．取 $\text{[math]}$ 溶液，滴加 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液3滴(1滴约为0.05mL，下同)。	i．溶液呈棕黄色。
	ii．向其中滴加2滴 $\text{[math]}$ KSCN溶液。	ii．溶液不显红色。

①写出 $\text{[math]}$ 溶液与KI溶液反应的离子方程式。

②加入KSCN溶液的目的是。

③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中 $\text{[math]}$ 太低，故改进实验方案，进行了实验2.

实验2	实验步骤	实验现象
	i．取 $\text{[math]}$ 溶液，清加 $\text{[math]}$ 溶液3滴。	i．溶液呈棕黄色。
	ii．向其中滴加2滴0.1mol $\text{[math]}$ KSCN溶液。	ii．溶液显红色。
	iii．继续加入 $\text{[math]}$ ，充分振荡、静置。	iii．液体分层，上层红色消失。变为棕黄色，下层呈紫红色。

已知： $\text{[math]}$ 易溶于 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 不溶于水。

本实验改用 $\text{[math]}$ 溶液的目的是。用化学平衡原理解释实验2中加入 $\text{[math]}$ 后上层溶液红色消失的原因：。

(2) 甲同学认为“用 $\text{[math]}$ 萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是 $\text{[math]}$ 未被充分萃取，但乙同学查阅资料得到信息： $\text{[math]}$ 在水中均呈棕黄色，两者有如下关系： $\text{[math]}$ 。于是提出假设：萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在 $\text{[math]}$ 。

为验证假设，乙同学设计并完成了实验3。

实验3	实验步骤	实验现象
	i．取1mL实验2中棕黄色的上层清液，再加入 $\text{[math]}$ ，振荡、静置。	i．液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色。
	ii．取 $\text{[math]}$ 饱和碘水，加入 $\text{[math]}$ ，振荡、静置。	ii．液体分层，上层为无色，下层呈紫红色

实验3的结论是。

实验探究题普通

2. 某同学做如图实验，以检验反应中的能量变化．

(1) 实验中发现反应后（a）中温度升高，由此可以判断（a）中反应是热反应；

（b）中温度降低，由此可以判断（b）中反应是热反应．

(2) 根据能量守恒定律，（b）中反应物的总能量应该其生成物的总能量．

实验探究题普通