工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。回答下列问题：
(1)合成氨工业中采用循环操作，主要是为了________ (填选项字母)。
(2)在密闭容器中通入amolN2和6molH2，若在一定条件下反应达到平衡状态，容器中剩余cmolN2。
①达到平衡时，H2转化率为________ 。
②若把容器的体积扩大一倍，则正反应速率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，逆反应速率________ ，H2的转化率_______ 。
(3)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的微粒用*标注。
该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为_______ 。合成氨反应：
N2(g)+
H2(g)
NH3(g)的△H=_______ kJ/mol(用图中字母表示)。
(1)合成氨工业中采用循环操作，主要是为了
| A．增大化学反应速率 | B．提高氮气和氢气的利用率 |
| C．降低氨的沸点 | D．提高平衡混合物中氨的含量 |
(2)在密闭容器中通入amolN2和6molH2，若在一定条件下反应达到平衡状态，容器中剩余cmolN2。
①达到平衡时，H2转化率为
②若把容器的体积扩大一倍，则正反应速率
(3)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的微粒用*标注。
该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为
N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=
更新时间：2023-12-09 17:14:59
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解题方法
【推荐1】工业上利用一氧化碳和水蒸气在一定条件下发生的反应来制取氢气：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1。某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应，获得如表数据：
(1)容器①中反应达到平衡时，生成H2的物质的量为____ 。
(2)若容器①体积变为原来的一半，则CO的转化率为____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K=____ 。
(4)容器②中反应的平均速率大于容器①，原因是____ 。
(5)容器②中反应达到平衡状态后，放出的热量Q____ 65.6kJ(填“>”“=”或“<”)，原因是____ (不考虑热量损失)。
CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1。某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应，获得如表数据：| 容器编号 | 起始时各物质的物质的量/mol | 达到平衡的时间/min | 达到平衡时体系能量的变化 | |||
| CO | H2O | CO2 | H2 | |||
| ① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出热量：32.8kJ |
| ② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出热量：Q |
(2)若容器①体积变为原来的一半，则CO的转化率为
(3)计算容器②中反应的平衡常数K=
(4)容器②中反应的平均速率大于容器①，原因是
(5)容器②中反应达到平衡状态后，放出的热量Q
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【推荐2】工业上有一种方法是用
来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1L的密闭容器中，充入
和
，在
下发生发应，
。实验测得和
的物质的量(n)随时间变化如下图1所示：
(1)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率
_______ 。达到平衡时的
转化率为_______ 。
(2)该反应的平衡常数为_______ (结果保留一位小数)，图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，若提高温度到
进行，达平衡时，K值_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列措施中不能使的转化率增大的是_______ 。
A.在原容器中再充入
B.在原容器中再充入 C.缩小容器的容积 D.使用更有效的催化剂 E.将水蒸气从体系中分离出
(4)条件下测得某时刻，
、
、和
的浓度均为
，则此时v(正)_______ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(5)在相同条件下，
，将密闭容器的体积缩小至
时，此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是_______(填字母序号)
。
来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1L的密闭容器中，充入和，在下发生发应，。实验测得和的物质的量(n)随时间变化如下图1所示：(1)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率
转化率为(2)
该反应的平衡常数为进行，达平衡时，K值(3)下列措施中不能使
的转化率增大的是A.在原容器中再充入
B.在原容器中再充入 C.缩小容器的容积 D.使用更有效的催化剂 E.将水蒸气从体系中分离出(4)
条件下测得某时刻，、、和的浓度均为，则此时v(正)(5)在相同条件下，
，将密闭容器的体积缩小至时，此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是_______(填字母序号)。A． | B． | C． | D． |
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【推荐3】已知
，
。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2
和1
；(乙)1和0.5；(丙)2
。恒温、恒容下反应达平衡时
(1)容器内压强
___________ 
(填“>”“<”“=”下同)。
(2)的质量
___________ 
。
(3)
与
之比为k：
___________ 
。
(4)甲中已经达到平衡的体系，再加2，平衡___________ 移动。
A．向正反应方向 B．向逆反应方向 C．不移动
再次平衡后，的体积分数_______ ，的浓度_______ 。(填“变大”“变小”“不变”)。
(5)反应放出或吸收热量的数值
与
的关系___________ 。
，。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2和1；(乙)1和0.5；(丙)2。恒温、恒容下反应达平衡时(1)容器内压强
(填“>”“<”“=”下同)。(2)
的质量。(3)
与之比为k：。(4)甲中已经达到平衡的体系，再加2
，平衡A．向正反应方向 B．向逆反应方向 C．不移动
再次平衡后，
的体积分数的浓度(5)反应放出或吸收热量的数值
与的关系
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【推荐1】氮的氧化物和硫的氧化物是主要的大气污染物，烟气脱硫脱硝是环境治理的热点问题。回答下列问题：
（1）目前柴油汽车都用尿素水解液消除汽车尾气中的NO，水解液中的NH3将NO还原为无害的物质。该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为___ 。
（2）KMnO4/CaCO3浆液可协同脱硫，在反应中MnO4－被还原为MnO42－。
①KMnO4脱硫(SO2)的离子方程式为___ 。
②加入CaCO3的作用是___ 。
③KMnO4/CaCO3浆液中KMnO4与CaCO3最合适的物质的量之比为___ 。
（3）利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时，n(H2O2)/n(NaClO2)、溶液pH对脱硫脱硝的影响如图所示：
图a和图b中可知脱硫脱硝最佳条件是___ 。图b中SO2的去除率随pH的增大而增大，而NO的去除率在pH>5.5时反而减小，请解释NO去除率减小的可能原因是___ 。
（1）目前柴油汽车都用尿素水解液消除汽车尾气中的NO，水解液中的NH3将NO还原为无害的物质。该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为
（2）KMnO4/CaCO3浆液可协同脱硫，在反应中MnO4－被还原为MnO42－。
①KMnO4脱硫(SO2)的离子方程式为
②加入CaCO3的作用是
③KMnO4/CaCO3浆液中KMnO4与CaCO3最合适的物质的量之比为
（3）利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时，n(H2O2)/n(NaClO2)、溶液pH对脱硫脱硝的影响如图所示：
图a和图b中可知脱硫脱硝最佳条件是
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【推荐2】烟气中SO2和NO的转化和综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。
(1)采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，在一定浓度的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323K。
已知： 4H++ClO
=4ClO2+Cl-+2H2O；ClO2氧化性大于NaClO2。
①写出NaClO2溶液将NO氧化为NO
的离子方程式：___________ 。
②已知脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________ 。
③当调节溶液初始pH由7升至12时，通入烟气后，NO转化率由100%降为51%，可能的原因是___________ 。
(2)有氧条件下，NO在催化剂作用下可被NH3还原为N2。在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理如图1所示。
①根据图1机理，NO、NH3在有氧条件下的总化学方程式是___________ 。
②按上述图1中NH3、NO和O2的比例进行催化脱硝反应。相同反应时间，NH3和NO的转化率与温度的关系如图2所示，200℃后，NO转化率急剧下降的原因是___________ 。
(3)羟基自由基(HO·)也可以用于脱硫脱硝。图3表示光催化氧化技术可生成HO·：光照时，价带失去电子产生有强氧化性的空穴，价带上生成HO·；描述产生HO·的另一种过程：___________ 。
(1)采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，在一定浓度的NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323K。
已知： 4H++ClO
=4ClO2+Cl-+2H2O；ClO2氧化性大于NaClO2。①写出NaClO2溶液将NO氧化为NO
的离子方程式：②已知脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是
③当调节溶液初始pH由7升至12时，通入烟气后，NO转化率由100%降为51%，可能的原因是
(2)有氧条件下，NO在催化剂作用下可被NH3还原为N2。在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理如图1所示。
①根据图1机理，NO、NH3在有氧条件下的总化学方程式是
②按上述图1中NH3、NO和O2的比例进行催化脱硝反应。相同反应时间，NH3和NO的转化率与温度的关系如图2所示，200℃后，NO转化率急剧下降的原因是
(3)羟基自由基(HO·)也可以用于脱硫脱硝。图3表示光催化氧化技术可生成HO·：光照时，价带失去电子产生有强氧化性的空穴，价带上生成HO·；描述产生HO·的另一种过程：
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【推荐3】三氯乙酸（CCl3COOH）是饮用水中常见污染物，难以直接氧化降解。通过Fe/Cu微电池法和芬顿法可将三氯乙酸除去。
（1）pH=4时，向含有三氯乙酸的水样中投入铁屑和铜屑，通过原电池反应生成的活性氢原子（H）将CCl3COOH脱氯后转化为CHCl2COOH。
①原电池反应时的负极反应式为___ 。
②写出活性氢原子（H）与CCl3COOH反应的离子方程式：___ 。
③铁屑和铜屑的总质量一定，改变铁屑和铜屑的质量比，水样中单位时间三氯乙酸的脱氯率如图1所示，当m(Fe)/m(Cu)大于4时，铁屑质量越大，脱氯率越低的原因是___ 。
（2）取上述反应后的溶液，向其中加入H2O2，发生图2所示转化，生成羟基自由基（·OH），·OH能将溶液中的CHCl2COOH等物质进一步脱氯除去。
①图2所示转化中化合价未发生变化的元素是___ 。
②写出图2所示转化中反应Ⅱ的离子方程式：___ 。
③控制水样的pH不同，所得脱氯率如图3所示，当pH＞4后，脱氯率逐渐下降的原因是___ 。
④加入H2O2后需控制溶液的温度，温度过高时脱氯率减小的原因是___ 。
（1）pH=4时，向含有三氯乙酸的水样中投入铁屑和铜屑，通过原电池反应生成的活性氢原子（H）将CCl3COOH脱氯后转化为CHCl2COOH。
①原电池反应时的负极反应式为
②写出活性氢原子（H）与CCl3COOH反应的离子方程式：
③铁屑和铜屑的总质量一定，改变铁屑和铜屑的质量比，水样中单位时间三氯乙酸的脱氯率如图1所示，当m(Fe)/m(Cu)大于4时，铁屑质量越大，脱氯率越低的原因是
（2）取上述反应后的溶液，向其中加入H2O2，发生图2所示转化，生成羟基自由基（·OH），·OH能将溶液中的CHCl2COOH等物质进一步脱氯除去。
①图2所示转化中化合价未发生变化的元素是
②写出图2所示转化中反应Ⅱ的离子方程式：
③控制水样的pH不同，所得脱氯率如图3所示，当pH＞4后，脱氯率逐渐下降的原因是
④加入H2O2后需控制溶液的温度，温度过高时脱氯率减小的原因是
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【推荐1】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况)，实验记录如表(累计值)：
①哪一时间段反应速率最大_______ min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)。反应开始后反应速率先增大的原因是________________ 。
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率_______ (设溶液体积不变)。
（2）另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入少量的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是_______
A．蒸馏水 B．KCl溶液 C．KNO3溶液 D．CuSO4溶液
（3）某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图
①该反应的化学方程式是____________ 。
②该反应达到平衡状态的标志是_________ 。
A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率比为3：1
C．容器内气体压强保持不变 D．生成1 mol Y的同时生成2 mol Z
③2 min内X的转化率为__________ 。
④平衡后Z所占的体积分数为__________ 。
（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况)，实验记录如表(累计值)：
| 时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 氢气体积(mL) | 100 | 240 | 464 | 576 | 620 |
①哪一时间段反应速率最大
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率
（2）另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入少量的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是
A．蒸馏水 B．KCl溶液 C．KNO3溶液 D．CuSO4溶液
（3）某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图
①该反应的化学方程式是
②该反应达到平衡状态的标志是
A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率比为3：1
C．容器内气体压强保持不变 D．生成1 mol Y的同时生成2 mol Z
③2 min内X的转化率为
④平衡后Z所占的体积分数为
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【推荐2】一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示：
(1)从反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为____________ 。X的物质的量浓度减少了___________________ ，Y的转化率为_____________________ 。
(2)该反应的化学方程式为：_________________________________ 。
(3)若要使反应时间缩短，可使用下列哪些方法_____________ 。
A.升高温度
B.增大容器的体积
C.通入He气增大容器的压强
D.加催化剂
(1)从反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为
(2)该反应的化学方程式为：
(3)若要使反应时间缩短，可使用下列哪些方法
A.升高温度
B.增大容器的体积
C.通入He气增大容器的压强
D.加催化剂
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