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    科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．
    （1）传统“人工固氮”的反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．一定温度下，将1molN2和3molH2通入到体积为0.5L的密闭容器中，达到平衡状态时H2的转化率为50%，该温度下该反应的平衡常数K=
    4
    27
    4
    27
    （用分数表示）．
    （2）最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2（g）+6H2O（l）═4NH3 （g）+3O2（g）△H=Q kJ?mol-1
    ①已知该反应的平衡常数K与温度的关系如右图，则此反应的Q
    ＞
    ＞
    0 （填“＞”“＜”或“=”）．
    ②将反应生成的混合气体通入水中即可得氨水．用水稀释0.1mol?L-1氨水，溶液中随着水量的增加而增大的是
    D
    D
    （填字母标号）．
    A．
    c(NH3?H2O)
    c(OH-)
                     B．
    c(NH4+)?c(OH-)
    c(NH3?H2O)

    C．c（H+）?c（OH-）                 D．
    c(H+)
    c(OH-)

    （3）氨催化氧化法制硝酸的主要反应为：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H＜0；在容积为1升的密闭容器中发生该反应，容器内部分物质的含量如下表：
    时间/物质的量 n（NH3） （mol） n（O2 ） （mol） n（NO） （mol）
    起始 1.600 3.200 0.000
    第2min a 2.700 0.4000
    第4min 0.600 1.950 1.000
    第6min 0.600 1.950 1.000
    ①反应在第2min到第4min时，NH3的平均反应速率为
    0.3
    0.3
    mol/（L?min）．
    ②对于上述反应的下列判断，正确的是
    D
    D
    （填序号）．
    A．若升高反应体系的温度，平衡时体系中NH3%将减小
    B．若增大反应体系的压强，平衡时体系中NO%将增大
    C．若升高反应体系的温度，平衡时体系中H2O%将增加
    D．不论该反应是否在催化剂存在的条件下进行，平衡时体系中O2%保持不变．
    分析：（1）计算氢气的浓度变化量，利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算；
    （2）①由图可知，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，据此解答；
    ②用水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加，NH3．H2O?OH-+NH4+向右由移动，
    A．平衡向右由移动，n（NH3．H2O）减少，n（OH-）增大，据此判断；
    B．电离平衡常数只受温度影响；
    C．一定温度下，水的离子积为定值；
    D．一定温度下，水的离子积不变，当稀释氨水时，溶液中氢氧根的浓度减小，氢离子的浓度增加，据此判断；
    （3）①根据v=
    △n
    V
    △t
    计算v（NO），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（NH3）；
    ②A．正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的物质的量增大、混合气体总物质的量减小，据此判断；
    B．正反应为气体体积增大的反应，增大反应体系的压强，平衡向逆反应方向移动，NO的物质的量减少量大于混合气体总物质的量减少量；
    C．正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，水的物质的量减少量大于混合气体总物质的量的减少量；
    D．催化剂不影响平衡移动．
    解答：解：（1）氢气的浓度变化量=
    3mol×50%
    0.5L
    =3mol/L，则：
                 N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
    开始（mol/L）：2       6         0
    变化（mol/L）：1       3         2
    平衡（mol/L）：1       3         2
    故平衡常数k=
    c2(NH3)
    c(N2)×c3(H2O)
    =
    22
    1×33
    =
    4
    27
    ，
    故答案为：
    4
    27
    ；
    （2）①由图可知，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，则Q＞0，故答案为：＞；
    ②用水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加，NH3．H2O?OH-+NH4+向右由移动，
    A．平衡向右由移动，n（NH3．H2O）减少，n（OH-）增大，
    c(NH3?H2O)
    c(OH-)
     值减小，故A不符合；
    B．电离平衡常数只受温度影响，
    c(NH4+)?c(OH-)
    c(NH3?H2O)
    不变，故B不符合；
    C．一定温度下，水的离子积为定值，故c（H+）?c（OH-）不变，故C不符合；
    D．一定温度下，水的离子积不变，当稀释氨水时，溶液中氢氧根的浓度减小，氢离子的浓度增加，故
    c(H+)
    c(OH-)
    增大，故D符合，
    故答案为：D；
    （3）①v（NO）=
    1mol-0.4mol
    1L
    4min-2min
    =0.3mol/（L．min），速率之比等于化学计量数之比，故v（NH3）=v（NO）=0.3mol/（L．min），故答案为：0.3mol/（L．min）；
    ②A．正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的物质的量增大、混合气体总物质的量减小，故平衡时体系中NH3%将增大，故A错误；
    B．正反应为气体体积增大的反应，增大反应体系的压强，平衡向逆反应方向移动，NO的物质的量减少量大于混合气体总物质的量减少量，故平衡时体系中NO%将减小，故B错误；
    C．正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，水的物质的量减少量大于混合气体总物质的量的减少量，故平衡时体系中H2O%将减小，故C错误；
    D．催化剂不影响平衡移动，平衡时体系中O2%保持不变，故D正确，
    故答案为：D．
    点评：本题考查化学平衡图象、反应速率计算、化学平衡常数的有关计算、化学平衡的影响因素等，难度中等，（3）注意平衡向正反应方向移动，不一定生成物的含量增大、反应物含量降低，向逆反应也是如此，根据各组分的变化量与总的变化量进行判断．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源：广东省高考真题 题型：填空题

    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l.0×l05 Pa、反应时间3h）：

    相应的热化学方程式如下：
    回答下列问题：
    （1）请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
    （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。设在容积为2.0 L的密 闭容器中充人0. 60 mol N2(g)和l.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为4/7。计算
    ①该条件下N2的平衡转化率；
    ②该条件下反应的平衡常数。 

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