(8分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反

(8分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反

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(8分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h):
T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10-6mol)
4.8
5.9
6.0
2.0
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l)====2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)右图是上述反应在无催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图,请在图中画出在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:                                                  
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算
①该条件下N2的平衡转化率是                    
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数为                    
③若温度不变,减小容器体积,则平衡向---------------------------移动,c(NH3)将--------------------
c(N2)将----------------------(填增大、减小或不变)                 
答案
(1)画图略。(2分)
(2)升高温度,增大反应物N2的浓度,不断移出生成物(2分)
(3)66.7%(2分)0.005(2分)
解析
(1)作图要点:①催化剂可降低反应的活化能,但这对各反应前后能量变化并不产生任何影响。
②该反应为吸热反应,所以反应物的总能量要低于生成物的总能量。
(2)该反应的正反应是吸热反应,升高温度,使化学平衡向正反应方向移动,从而增大NH3的生成量,升高温度也能提高反应速率;增大反应物N2的浓度,加快反应速率,并使化学平衡向右移动;不断移出生成物,使平衡向右移动,增大NH3的生成量。
(3)由三行式法计算可知,起始时,c(N2)=0.3mol·L-1。平衡时,c(N2)=0.1 mol·L-1;c(H2)=0.2  mol·L-1;c(NH3)=0.4  mol·L-1
①所以N2的平衡转化率
④ 反应2NH3(g)====N2(g)+3H2(g)的平衡常数
举一反三
两个极易导热的密闭容器A和B(保持恒温),容器A容积恒定,容器B容积可变,在温度压强和起始体积相同的条件下往A和B中分别充入等物质的量的NO2,发生反应2NO2 N2O4    △H<0,以下说法正确的是                     (      )
A.反应起始时,两容器中的反应速率关系是v(A)<v(B)
B.反应过程中,两容器内的反应速率关系为v(A)<v(B)
C.两容器内的反应达到平衡所需时间一定相同
D.反应达到平衡时,两容器内的压强关系是p(A)>p(B)
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(8分)在锌与盐酸反应的实验中,某学生得到的结果如下表所示:
 
(1)t1=        s。
(2)根据表中数据得出关于温度影响反应速率的结论是            
(3)t1      t4(填“>”、“<”、“=”),原因是             
(4)t2      t3(填“>”、“<”、“=”),原因是             
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对于可逆反应:2A(g)+B(g)  2C(g); △H<0,下列各图正确的是

A                B                  C                 D
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下列说法正确的是:
A.一定温度下,反应MgCl2(l)=Mg(l)+ Cl2(g)的△H>0△S>0
B.Cl2在饱和食盐水中溶解度比纯水中小无法用勒夏特列原理去解释
C.对于反应2H2O2=2H2O+O2↑, 加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
D.过程的自发性的作用是确定过程是否一定会发生

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(9分)某同学对第四周期过渡元素产生浓厚的兴趣。想探究是否只有MnO2能催化KClO3受热分解?CuO、Fe2O3、Cr2O3等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?若有催化作用,效率怎样?请你与他一起进行实验探究:
I.课题名称:_________________________。
Ⅱ.实验仪器:略
实验试剂:二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
Ⅲ.实验步骤:略
Ⅳ.实验数据:
实验
编号
KClO3
(g)
氧化物
产生气体(mL)
(已折算为标况)
耗时(s)
化学式
质量(g)
回收
1
0.6



10
480
2
0.6
MnO2
0.20
90%
67.2
36.5
3
0.6
CuO
0.20
90%
67.2
79.5
4
0.6
Fe2O3
0.20
90%
67.2
34.7
5
0.6
Cr2O3
0.20
异常
67.2
188.3

V.实验讨论:
⑴请用编号3的实验数据求得KClO3的分解率:为______%(保留一位小数)。
⑵在用Cr2O3做实验时,有刺激性气味的气体产生,同时绿色的混合物变成橘黄色(K2Cr2O7)。该刺激性气体可能是______(填化学式),用     检验。(填序号)
A、湿润的蓝色石蕊试纸           B、湿润的碘化钾淀粉试纸
C、湿润的PH试纸                D、湿润的红色石蕊试纸
Ⅵ.实验结论:________________________________________________________。
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