利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义：（Ⅰ）氮气和氢气合成氨是化学...

利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义：

（Ⅰ）氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应，其热化学方程式可表示为：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92 kJ·mol^－1。请回答下列问题：

(1)取1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量＿＿＿＿＿92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是＿＿＿＿＿＿＿；若加入催化剂，ΔH　　(填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)已知：分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为：946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为＿＿＿＿＿＿kJ。

(3)N₂H₄可视为：NH₃分子中的H被—NH₂取代的产物。发射卫星用N₂H₄(g)为燃料，NO₂为氧化剂生成N₂和H₂O(g)。

已知：N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)   ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－1

N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)   ΔH₂＝－534 kJ·mol^－1。

则：1 mol N₂H₄完全反应的热化学方程式为________。

（Ⅱ）某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正负极。

(1)若A接E，B接F，而B电极出现________，反应式为________，则说明F为正极；

（2）若铅蓄电池工作时（放电），其E所在电极的电极反应式为：________，充电时该极与外加电源的________极相连。

（3）若用该电池电解Cu(NO₃)₂ 溶液，其电解方程式为 ________

若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO₂的物质的量是________ ；要想CuSO₄溶液恢复原样，需加入的物质是________,质量为________

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研究化学反应能量变化、化学反应速率和化学反应限度，在实际工业生产和生活中有着重要的意义。回答下列问题：

（1）科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，其原理为：

已知：C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g)　　 △H=+113.4kJ·mol－1

3FeO(s)+H2O(g)====Fe3 O4(s)+H2(g)　　 △H=+18.7kJ·mol－1

则反应6FeO(s)+CO2(g)====2Fe3O4(s)+C(s)的△H=_______。

（2）肼的制备方法是用次氯酸钠氧化过量的氨。

已知ClO－水解的方程式为：ClO－+H2OHClO+OH－。常温下，该水解反应的平衡常数为Kh=1.0×10－6mol·L－1，则1.0mol·L－1NaClO溶液的pH=______。

（3）工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为：CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g)　 △H>0

①其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如下图所示。X代表的是______(填“温度”或“压强”)。

②其他条件一定，向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如下图所示。若反应从开始到a点所用时间为10min，该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为______；该温度下，b点的平衡常数为________

（4）纳米氧化亚铜Cu2O是一种用途广泛的光电材料，电化学法可用铜棒和石墨作电极，电解Cu(NO3)2稀溶液制备。电解过程中无气体产生，则铜棒作______极，阴极生成Cu2O的电极反应式为________。

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研究气体在固体表面反应的化学已经成为化学学科的一个重要分支，它涉及生产、生活中的许多重要领域。下列不属于气体与固体作用的表面化学研究领域的是 (　　)。

A．合成氨工业是将氮气和氢气在铁催化剂的表面转化成氨气

B．在燃料电池中，氢气和氧化剂在催化剂表面反应所产生的能量转化为电能

C．汽车中装有催化器，能将尾气中一氧化碳和氮氧化物转化为二氧化碳和氮气

D．加酶洗衣粉的乳化作用能将衣物纤维表面的油渍洗去

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运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。

（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1，

①该反应在低温下___________(填“能”或“不能”)自发进行。

②写出该反应的平衡常数表达式_________________。

（2）已知在400℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。

①在400℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填数值)。

②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N2)正________v(N2)逆(填“＞”、“＜”、“＝”或“不能确定”)。

③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________移动(填“向左”、“向左”或“不”)；反应的ΔH__________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。

（3）水煤气转化反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组教据：

① 实验l中以CO2表示的反应速率为v(CO2)=____________；

② 实验1的平衡常数K1_________＿实验2的平衡常数K2(填“大于””小于，“等于”“不能确定”)。

③ 该反应正方向为_____________(填“吸”或‘放”)热反应；

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合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。

（1）反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为__。

（2）请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是__。

（3）某实验室在三个不同条件的密闭容器中，分别加入浓度均为c(N2)=0.100mol/L，c(H2)=0.300mol/L的反应物进行合成氨反应，N2的浓度随时间的变化如图①、②、③曲线所示。

实验②平衡时H2的转化率为__。

据图所示，②、③两装置中各有一个条件与①不同。请指出，并说明判断的理由。

②条件：___理由：___。

③条件：___理由：___。

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合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。

（1）反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为_____。

（2）请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是______。

（3）对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在一定条件下氨的平衡含量如下表。

①该反应为______（填“吸热”或“放热”）反应。

②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是______。

（4）一定温度下，在容积恒定的密闭容器中充入1mol氮气和3mol氢气，一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变，向上述平衡体系中再充入1mol氮气和3mol氢气，氮气的平衡转化率______（填“变大”“变小”或“不变”）。

（5）尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题。因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为______。

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运用化学反应原理研究物质的性质具有重要意义。请回答下列问题：

(1)用CO可以合成甲醇。已知：

CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　　 ΔH1kJ·mol－1

CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)　　 ΔH2kJ·mol－1

H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　　 ΔH3kJ·mol－1

则CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 ΔH ＝_______kJ·mol－1。

(2)一定压强下，在容积为2 L的密闭容器中充入1mol CO与2 mol H2，在催化剂作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　　 ΔH ，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

p2 　　　　　　 　　 p1 (填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)向NH4HSO4溶液中滴加少量的Ba(OH)2溶液的离子方程式_______________。

(4)25℃，两种酸的电离平衡常数如下表。

①HSO3-的电离平衡常数表达式K=_________。

②0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________。

③H2SO3溶液和NaHCO3溶液混合，主要反应的离子方程式为_________。

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运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。

(1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7 J·mol－1·K－1，该反应在低温下________(“能”或“不能”)自发进行。

(2)已知在400 ℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。

①在400 ℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填数值)。

②400 ℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v正(N2)________(填“＞”“＜”“＝”或“不能确定”)v逆(N2)。

③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂________(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。

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运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。

(1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7 J·mol－1·K－1，该反应在低温下________(“能”或“不能”)自发进行。

(2)已知在400 ℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5。

①在400 ℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′＝________(填数值)。

②400 ℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v正(N2)________(填“＞”“＜”“＝”或“不能确定”)v逆(N2)。

③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂________(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。

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二氧化碳利用具有十分重要的意义，科学家有以下几个设想。

(1)用太阳能将CO2转化成O2和C(石墨烯），其设想如图：

则重整系统发生反应的化学方程式为_________。

(2)二氧化碳和氢气在催化剂作用下可制取低碳烯烃。在一密闭容器中分别投入1molCO2、3molH2，发生反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+ 4H2O(g) △H；在不同温度下，用传感技术测出平衡时H2的物质的量变化关系如图所示。

①其它条件不变，起始时若按lmolCO2、2molH2进行投料，CO2转化率将________(填“增大”、“ 减小”或“不变”）；

②△H_____0（填“>”“<”“ 不能确定”）。

③若测试中体系内无氧气产生，试结合图示推断热稳定性C2H4 _____H2O （填“>”“<”“ 不能确定”）。

(3)用氨水吸收CO2制化肥(NH4HCO3)

①已知：NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)　 △H1=akJ/mol

CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq) △H2=bkJ/mol

H2CO3(aq)+OH-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l) △H3=ckJ/mol

则利用NH3• H2O吸收CO2制备NH4HCO3的热化学方程式为______________________；

②已知常温下相关数据如表：

则反应NH4++HCO3-+H2ONH3• H2O+H2CO3的平衡常数K=___________。

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