氮及其化合物的相互转化在生产、生活、环保等领域应用广泛。

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1. 氮及其化合物的相互转化在生产、生活、环保等领域应用广泛。

(1) 在通常情况下，氮气与大多数物质很难发生化学反应，在高温或放电等特殊条件下才能与一些金属或非金属单质发生反应，从微观角度解释其原因是。

(2) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成NO（g）过程中的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式为。

(3) 已知：合成氨反应的热化学方程式可表示为 $\text{[math]}$ 。某条件下反应生成 $\text{[math]}$ 时放出2.72kJ热量，则 $\text{[math]}$ （计算结果保留3位有效数字）

(4) 向容积为2L的恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，加入适当催化剂，在一定条件下合成氨。

①下列说法正确的是（填标号）。

A.反应过程中混合气体的平均相对分子质量增大

B.混合气体的密度不变时反应达到平衡状态

C.若为绝热条件，体系温度不变时反应达到平衡状态

D.平衡时， $\text{[math]}$

②若平衡体系中 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，则此时 $\text{[math]}$ 。

(5) 某氨燃料电池的工作原理如图所示，则电池工作时的负极反应式为。

(6) 已知反应 $\text{[math]}$ 在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应最快的是____（填标号）。 A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

【考点】

电极反应和电池反应方程式; 化学平衡状态的判断; 化学平衡的计算; 化学反应速率和化学计量数的关系; 有关反应热的计算;

【答案】

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综合题困难

1. 选择适当的催化剂在高温条件下可将汽车尾气中的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 转化为无毒气体。已知反应原理为： $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) 已知断开 $\text{[math]}$ 中的化学键要吸收 $\text{[math]}$ 的能量，断开 $\text{[math]}$ 中的化学键要吸收 $\text{[math]}$ 的能量，形成 $\text{[math]}$ 中的化学键要释放出 $\text{[math]}$ 的能量，形成 $\text{[math]}$ 中的化学键要释放出 $\text{[math]}$ 的能量，则该反应属于反应(填“放热”或“吸热”)。

(2) 已知在一定温度下，向 $\text{[math]}$ 密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 发生上述反应，反应过程中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

①表示 $\text{[math]}$ 的物质的量随时间变化的曲线为(填曲线字母)。

②反应开始至 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的平均反应速率为。

③反应速率的大小：M点正反应的速率N点逆反应的速率(填“>”“<”或“=”)。

④关于上述反应，下列叙述错误的是(填选项字母)。

A．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度

B．升高温度可增大正反应的速率，降低逆反应的速率

C．平衡时充入 $\text{[math]}$ 使反应容器的压强增大，生成 $\text{[math]}$ 的反应速率不变

D． $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为 $\text{[math]}$ ，说明反应达到化学平衡

(3) 可将上述反应设计成燃料电池，该电池的工作原理如图所示，电极a、b均为多孔性Pt电极。

①该装置中的能量转化形式为。

②该电池中电子的流动方向为。

A．由电极a经导线流向电极b

B．由电极a经 $\text{[math]}$ 溶液流向电极b

C．由电极b经导线流向电极a

D．由电极b经 $\text{[math]}$ 溶液流向电极a

③该电池中电极b上发生反应(填“氧化”或“还原”)。

综合题困难

2. 在等压下化学反应所吸收或放出的热量，称为化学反应的焓变。回答下列问题：

(1) 25℃、101kPa时，1g氨气完全燃烧放出18.6kJ的热量，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) ①已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为。相同状况下，能量较低的是(填“红磷”或“白磷”)，白磷的稳定性比红(填“高”或“低”)。

(3) 已知：① $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

则 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应放出509kJ热量时，电子转移数目为。

(4) 已知 $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ ，蒸发1mol $\text{[math]}$ 需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表：

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ	436	200	a

则表中 $\text{[math]}$ 。

(5) 在容积为2L的恒温密闭容器中，充入1mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ 一定条件下发生反应： $\text{[math]}$ 能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母) A. $\text{[math]}$ B. 混合气体的密度不随时间的变化而变化 C. $\text{[math]}$ D. 混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化

(6) 将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可做到低碳排放。如图是通过人工光合作用以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为原料制备HCOOH和 $\text{[math]}$ 的原理示意图，电极a、b表面发生电极反应，其中b电极反应式为。

综合题困难

3. 对SO₂、NOx、CO₂和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。

(1) 已知：2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)　△H=-196.6kJ/mol

2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g)　△H=-113.0kJ/mol

①求反应：NO₂(g)+SO₂(g)⇌SO₃(g)+NO(g)的△H=kJ/mol。

②某温度下，向恒容密闭容器中充入NO₂、SO₂发生反应：NO(g)+SO₂(g)⇌SO₃(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母)。

a．混合气体的密度保持不变　　　　　b．SO₂的物质的量保持不变

c．容器内混合气体原子总数不变　　　d．每生成1molSO₃的同时消耗1molNO

(2) 工业上可用CO₂与H₂来生产甲醇。在2L的恒容密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂在一定条件下发生反应，测得CO₂、CH₃OH(g)和H₂O(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示：

①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)=。

②下列措施不能使CO₂的平衡转化率增大的是(选填编号)。

A．在原容器中再充入1molCO₂B．在原容器中再充入1molH₂

C．在原容器中再充入1mol氦气　　　D．使用更有效的催化剂

E．缩小容器的容积　　　　　 F．将水蒸气从体系中分离

(3) 工业上也可用CO生产甲醇。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO与20molH₂ ，容器体积为2L，在催化剂作用下发生反应：CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)。CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①压强为p₁p₂(填“>”、“<”或“=”)。

②在起始T₁、p₁条件下，2L恒容容器中，反应的平衡常数K=(mol/L)^-2。该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数K_A、K_B和K_C的大小关系为：。

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