- 氮的固定
- 共59题
下列过程:①豆科植物根瘤菌将N2转化为氮肥,②雷雨时雨水中存在微量硝酸,③工业上将N2合成氨,④用氨氧化制硝酸,属于固氮的是( )
正确答案
解析
解:氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程.
①豆科植物根瘤菌将N2转化为氮肥,是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,属于生物固氮,故①正确;
②雷雨时雨水中存在微量硝酸,N2+O2═2NO,4NO+3O2+2H2O=4HNO3将氮气单质变为化合物中的氮元素,属于大气固氮,故②正确;
③工业上将N2合成氨,N2→NH3,氮气是单质,是游离态的氮,转变为化合态NH3,符合氮的固定定义,属于人工固氮,故③正确;
④用氨氧化制硝酸,显然是含氮化合物之间的相互转化,不符合氮的固定定义,故④错误;
故选A.
不属于氮的固定的变化是( )
正确答案
解析
解:A.氨催化氧化制硝酸,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故A正确;
B.合成氨,是由氮气转化为氮的化合物氨,属于氮的固定,故B错误;
C.镁条在氮气中燃烧生成氮化镁,是由氮气转化为氮的化合物氮化镁,属于氮的固定,故C错误;
D.大豆的根瘤菌将氮气转变为植物蛋白质,是由氮气转化为氮的化合物,属于氮的固定,故D错误;
故选A.
属于人工固氮的化学反应是( )
正确答案
解析
解:A、NO与O2反应生成NO2是氮的化合物之间的转化过程,不属于氮的固定过程,故A错误;
B、由NH3转变成NH4HCO3是氮的化合物之间的转化过程,不属于氮的固定过程,故B错误;
C、N2与H2在一定条件下反应生成NH3属于工业合成氨的过程,属于人工固氮方式,故C正确;
D、豆科植物的根瘤菌将氮的化合物转变成植物蛋白属于生物固氮过程,故D错误.
故选C.
(2016春•寿光市校级月考)下列过程中不属于氮的固定的是( )
正确答案
解析
解:氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程.
A.工业上合成氨:N2+3H22NH3,是由氮气转化为氮的化合物氨,属于工业固氮,故A正确;
B.在雷电作用下,将空气中的氮气转化为含氮化合物硝酸盐,被植物吸收,是由氮气转化为氮的化合物,属于氮的固定,故B正确;
C.由NH3制氮肥,它们间的相互转化,属于化合物间的转化,不符合单质转化为化合物的特点,所以不属于氮的固定,故C错误;
D.大豆的根瘤菌将空气中的氮转化为氨,符合单质转化为化合物的特点,属于氮的固定,故D正确;
故选C.
人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程.
Ⅰ.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率.
总反应式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入______极(填“阴”或“阳”);向另一电极通入N2,该电极的反应式为______.
Ⅱ.据报道,在一定条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,主要产物为NH3,相应的反应方程式为:2N2(g)+6H2O(g)═4NH3(g)+3O2(g),△H=Q.
(1)上述反应的平衡常数表达式为______.
(2)取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入体积相同的恒玉密闭容器中,在温度不相同的情况下发生反应,反应相同时间后,测得氮气的体积分数φ(N2)与反应温度T的关系曲线如图(1)所示,则上述反应的Q______0(填“>”、“<”或“=”).
(3)若上述反应在有催化剂的情况下发生,则如图(2)所示的a、b、c、d四条曲线中,能表示反应体系能量变化的是______(选填字母代号),图(2)中△H的绝对值为1530kJ•mol-1.
Ⅲ.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-93.0kJ•mol-1.
回答下列问题:
(1)结合Ⅱ中的数据,则:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的△H=______.
(2)在一定温度下,将1mol N2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol.
①达平衡时,H2的转化率α1=______.
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1+α2=1时,则起始时NH3的物质的量n(NH3)______mol.
正确答案
解析
解:Ⅰ.跟据总反应式:N2+3H22NH3,氢气发生失电子的氧化反应,则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入阳极,在另一电极通入N2,发生得电子的还原反应,即N2+6H++6e-=2NH3;
故答案为:阳;N2+6H++6e-=2NH3;
Ⅱ.(1)上述反应的平衡常数表达式为:K=,故答案为:
;
(2)曲线的变化先增大后变小.我们知道温度升高反应速率加快.在此题中,反应相同时间,低温下的两点是未达到平衡的两点,随温度的升高,氮气的体积分数随温度升高而变大,曲线的最高点是某温度下达到平衡的点,之后的两点,皆是平衡后的氮气的体积分数,且随温度升高而降低,则生成氨气的反应是放热反应,即此反应的正反应为吸热反应,即△H>0,故答案为:>;
(3)根据(2)的结论,反应是吸热反应,应从c、d曲线中找答案,使用催化剂可以降低反应的活化能,因此应该选d;
故答案为:d;
Ⅲ.(1)2N2(g)+6H2O(g)═4NH3(g)+3O2(g)△H=-1530kJ•mol-1 ①
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-93.0kJ•mol-1 ②
②×-①×
,得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=2/3×(-93 kJ•mol-1)-1/3×(-1530 kJ•mol-1)=-570kJ•mol-1;
故答案为:-570kJ•mol-1;
(2)①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△n
1 3 2 2
1.8mol (4-2.8)mol
H2的转化率α1为转化率为%=60%;
故答案为:60%;
②根据题意可以判断出是从正逆两个方向建立的平衡,由此推断出起始时NH3的物质的量为2mol,所以起始时NH3的物质的量2mol,故答案为:2.
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