合成氨是目前人工固氮最重要的途径，研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义。工业上合成氨的反应为：。请回答下列问题：

1. 合成氨是目前人工固氮最重要的途径，研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义。工业上合成氨的反应为： $\text{[math]}$ 。请回答下列问题：

(1) 下图是合成氨反应能量变化示意图，反应中生成2 mol $\text{[math]}$ 时(填“吸收”或“放出”)的热量是kJ。

(2) 某实验小组模拟工业合成氨。一定条件下，在2L密闭容器中按物质的量之比为1∶3比例通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应， $\text{[math]}$ 的物质的量浓度随时间变化如图所示：

①反应开始至2min时，用 $\text{[math]}$ 的浓度变化表示反应的平均速率为mol·L $\text{[math]}$ ·min $\text{[math]}$ ， H₂的转化率为。

②下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是(填标号)。

A． $\text{[math]}$

B．断裂1 mol $\text{[math]}$ 的同时断裂2 mol $\text{[math]}$

C． $\text{[math]}$ 的含量保持不变

D．混合气体的平均相对分子质量不变

(3) 氨气燃料电池在实现能源转型和减少碳排放方面具有巨大的发展潜力。其中一种液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示(已知：a、b均为惰性电极，其中电池的总反应为： $\text{[math]}$ )。

①C口进入的物质为。

②溶液中 $\text{[math]}$ 向(填“a”或“b”)电极迁移。

③a电极上发生的电极反应式为。

(4) 侯氏制碱工业中向饱和食盐水中先通入 $\text{[math]}$ 的原因是。

【考点】

电极反应和电池反应方程式; 化学平衡的计算; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题困难

1. 研究 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明有重要意义。

(1) 已知反应 $\text{[math]}$ 中相关的化学键键能数据如表：

化学键	H-H	C-O	C≡O(CO)	H-O	C-H
E(kJ·mol $\text{[math]}$ )	436	343	1076	465	413

①若有1mol $\text{[math]}$ 生成，该反应(填“吸收”或“放出”)kJ能量。

②一定温度下，在恒容的密闭容器中充入1molCO和2mol $\text{[math]}$ 发生上述反应，对于该反应，下列说法正确的是(填序号)。

A．反应过程中 $\text{[math]}$ 不变

B．升高温度，正反应速率减小

C．往容器中充入He，压强增大，反应速率加快

D．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变时说明反应已达平衡

(2) 利用反应 $\text{[math]}$ ，可实现汽车尾气的无害化处理。一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。

①X代表的物质是；a点正反应速率逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。

②从反应开始到达到平衡， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；该条件下，CO的平衡转化率为。

(3) 可用电化学原理处理 $\text{[math]}$ 制备硫酸，装置图如图，电极为多孔材料。电极M为极；写出N极的电极方程式：。

综合题困难

2. 研究化学反应中的能量变化、化学反应的速率有重要意义。回答下列问题：

(1) 298K时，1mol下列物质气态时的相对能量如下表：

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	O	H	HO
相对能量/ $\text{[math]}$	0	0	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	249	218	39

$\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成2 mol $\text{[math]}$ (g)(填“吸收”或“释放”)的能量为kJ。

(2) 某实验小组为探究影响 $\text{[math]}$ 分解的因素设计表中实验。

标号	溶液	温度/℃	时间(收集 $\text{[math]}$ )/s
A	10mL15% $\text{[math]}$ 溶液	25	160
B	10mL30% $\text{[math]}$ 溶液	25	120
C	10mL15% $\text{[math]}$ 溶液	50	50
D	10mL15% $\text{[math]}$ 溶液+1 mL 5% $\text{[math]}$ 溶液	50	20

①实验(填标号)，可探究温度对 $\text{[math]}$ 分解速率的影响。

②由上述实验得出的结论是。

③某实验小组利用数据采集系统探究 $\text{[math]}$ 溶液对 $\text{[math]}$ 分解速率的影响。实验测定数据如图所示，20~60s内用氧气压强变化表示的平均反应速率为 $\text{[math]}$ 。

(3) 燃料电池是一种高效化学电池， $\text{[math]}$ 燃料电池的工作原理如图所示：

①写出Pt电极a上的电极反应式：。

②电池工作过程中，Pt电极b附近溶液中 $\text{[math]}$ 会(填“升高”或“降低”)。

综合题普通

3. 原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献，回答下列问题：

(1) 向装有铁片的试管中加入稀 $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ 。观察到试管内有气泡产生，触摸试管外壁感觉发烫。

①该反应为（填“放热”或“吸热”）反应。

②该反应的反应物的总能量（填“＞”或“＜”）生成物的总能量。

(2) 以镁片、铝片为电极，NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池装置如图。

①镁片是原电池的极，发生（填“氧化”或“还原”）反应。

②写出铝片上发生的电极反应：。

③将上述装置中的NaOH溶液换成稀硫酸，镁片处可观察到的现象为。

(3) 某种甲烷－氧气燃料电池装置如图，其中质子交换膜只允许 $\text{[math]}$ 通过。

①电极c为电池的（填“正极”或“负极”）。

②气体a为（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。

③若电路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的 $\text{[math]}$ 在标准状况下的体积为L。

综合题普通