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    （12分）氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

    （1）根据图1提供的信息，写出该反应的热化学方程式                                  ，

    在图1中曲线       （填“a” 或“b”）表示加入铁触媒的能量变化曲线。

    图1                                             图2

    （2）在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是        

    A．3v(H2)正=2v(NH3)逆             B．单位时间内生成nmol N2的同时生成2nmolNH3

    C．混合气体的密度不再改变      D．容器内压强不随时间的变化而变化

    （3）一定温度下，向2L密闭容器中充入1molN2和3molH2，保持体积不变，0.5min后达到平衡，测得容器中有0.4mol NH3，则平均反应速率v(N2)=          ，该温度下的平衡常数K=           。若升高温度，K值变化    （填“增大”、“减小”或“不变”）。

    （4）为了寻找合成NH3的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。 

    实验编号

    T(℃)

    n (N2)/n(H2)

    P(MPa)

    ⅰ

    450

    1/3

    1

    ⅱ

    _

    _

    10

    ⅲ

    480

    _

    10

    A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

    B．根据反应N2+ 3H2 2NH3的特点，在给出的坐标图2中，画出其在1MPa和10MPa条件下H2的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。

     

    【答案】

    （1）N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) △H ＝ -92kJ/mol （2分）  b （1分）

    （2） B D  （2分）

    （3）0.2mol.L-1.min-1（１分）   0.058（１分）  减小（1分）

    （4）(表格全填对2分，画图2分)

    实验编号

    T(℃)

    n (N2)/n(H2)

    P(MPa)

    ⅰ

     

     

     

    ⅱ

    _450 

    _ 1/3  

     

    【解析】

    试题分析：（1）由图可知，反应物的能量高于生成物的能量（92KJ），故为放热反应

    N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) △H ＝ -92kJ/mol

    （2）说明反应达到平衡有两个标志：V正=V逆，或者反应体系内各物质浓度不再发生改变，故答案为BD

    （3）N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)

    C0    0.5       1.5            0

    △C   0.1        0.3            0.2

    Ct    0.4        1.2            0.2

    V（N2）=△C（N2）÷t=0.2mol.L-1.min-1   平衡常数K==0.058

    （4）A控制变量法，每两组实验应该只有一个变量，且n (N2)/n(H2)应恒定不变

    B反应为放热反应，所以温度越高H2的转化率越低；反应是气体分子数减小的反应，压强越大，H2的转化率越高

    考点：化学反应与能量变化、化学反应速率的计算、化学平衡的影响因素

    点评：本题考查的知识点较多，图像与理论的结合是重点。从图中找出有用信息对解题很重要，考查学生的综合能力。难度较大。

     

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中化学 来源： 题型：022

    像根瘤菌那样在常温常压下把游离氮固定下来供作物吸收，这种方法称之为生物模拟固氮。近年来，国内外科学家正在探索这一课题，纷纷把目光集中在根瘤菌上，研究具有非凡固氮功能的固氮酶的组成和结构。固氮酶由二氮酶和二氮还原酶两种蛋白质组成，含有一定数量的钼原子、铁原子和酸溶性的硫原子。由于二氮还原酶在空气中暴露30秒，活性就会丧失一半，故至今仍未搞清固氮酶的固氮机理。但使非豆科植物的根部也结出根瘤的研究却取得令人欣喜的突破。

    1.氮的固定是指_______.

    A.植物从土壤中吸收含氮养料

    B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质

    C.将氨转变成硝酸及其他氮的化合物

    D.将空气中的氮气转变为含氮的化合物

    2.二氮酶这种蛋白质お的1％水溶液渗透压在24℃是112Pa，该蛋白质的含铁量是0.814％。    根据渗透压值，算出二氮酶的分子量(答数不满1000就舍去)__________________。

    3.为确定固氮的最终产物，做了如下实验：

        ①把固氮菌培养在含15N2的空气中，细胞迅速固定N元素，短期内细胞的谷氨酸便出现大量的15N。

        ②如果把细胞培养于含有15NH3的培养基中，固氮能力立刻停止，但吸入的氨态氮迅速转入谷氨酸中。

        (1)由此可推出固氮的最终产物为________。

        (2)工业上固氮的方法是(写出反应条件)________。若生物固氮也是按此反应进行，你认为何者效率高?简述理由?______________________________________________________

    4.某生态系统中氮循环简图如图所示：

    (1)哪一类生物能将蛋白质转化为氨__________.

    A.分解者

    B.藻类

    C.化能合成类生物

    (2)该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是________。

    (3)雷雨中常含有微量的硝酸而为农作物所利用，用化学方程式解释HNO3的形成过程_____　　   __　　　　　　　　　　　　　　　　  _。

    (4)硝化细菌能够将NH3氧化为硝酸和亚硝酸，写出有关的化学反应方程式_______

    5.很久以前，澳大利亚有着大片大片荒芜的土地，近几十年来，他们重视对生物固氮的研究利用，培育和引进了优良的豆科牧草良种，选育了高效的和适应性强的根瘤菌，结果形成了一望无际的优良牧场。褐球固氮菌于有氧状态下，在无氮培养中生长时，通过固定空气中氮取得它所需要的氮，在标准大气压和303K时，多少体积的空气能够供应1dm3的细菌所需要的氮气，已知该细菌每立方厘米重为0.84mg，含氮量为7％，空气中N2的体积百分比为78％。

     

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    科目：高中化学 来源：物理教研室 题型：022

    像根瘤菌那样在常温常压下把游离氮固定下来供作物吸收，这种方法称之为生物模拟固氮。近年来，国内外科学家正在探索这一课题，纷纷把目光集中在根瘤菌上，研究具有非凡固氮功能的固氮酶的组成和结构。固氮酶由二氮酶和二氮还原酶两种蛋白质组成，含有一定数量的钼原子、铁原子和酸溶性的硫原子。由于二氮还原酶在空气中暴露30秒，活性就会丧失一半，故至今仍未搞清固氮酶的固氮机理。但使非豆科植物的根部也结出根瘤的研究却取得令人欣喜的突破。

    1.氮的固定是指_______.

    A.植物从土壤中吸收含氮养料

    B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质

    C.将氨转变成硝酸及其他氮的化合物

    D.将空气中的氮气转变为含氮的化合物

    2.二氮酶这种蛋白质お的1％水溶液渗透压在24℃是112Pa，该蛋白质的含铁量是0.814％。    根据渗透压值，算出二氮酶的分子量(答数不满1000就舍去)__________________。

    3.为确定固氮的最终产物，做了如下实验：

        ①把固氮菌培养在含15N2的空气中，细胞迅速固定N元素，短期内细胞的谷氨酸便出现大量的15N。

        ②如果把细胞培养于含有15NH3的培养基中，固氮能力立刻停止，但吸入的氨态氮迅速转入谷氨酸中。

        (1)由此可推出固氮的最终产物为________。

        (2)工业上固氮的方法是(写出反应条件)________。若生物固氮也是按此反应进行，你认为何者效率高?简述理由?______________________________________________________

    4.某生态系统中氮循环简图如图所示：

    (1)哪一类生物能将蛋白质转化为氨__________.

    A.分解者

    B.藻类

    C.化能合成类生物

    (2)该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是________。

    (3)雷雨中常含有微量的硝酸而为农作物所利用，用化学方程式解释HNO3的形成过程_____　　   __　　　　　　　　　　　　　　　　  _。

    (4)硝化细菌能够将NH3氧化为硝酸和亚硝酸，写出有关的化学反应方程式_______

    5.很久以前，澳大利亚有着大片大片荒芜的土地，近几十年来，他们重视对生物固氮的研究利用，培育和引进了优良的豆科牧草良种，选育了高效的和适应性强的根瘤菌，结果形成了一望无际的优良牧场。褐球固氮菌于有氧状态下，在无氮培养中生长时，通过固定空气中氮取得它所需要的氮，在标准大气压和303K时，多少体积的空气能够供应1dm3的细菌所需要的氮气，已知该细菌每立方厘米重为0.84mg，含氮量为7％，空气中N2的体积百分比为78％。

     

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