（新课标Ⅲ）2019版高考化学 专题五 化学能与热能课件.ppt

专题五化学能与热能,高考化学(课标专用),A组统一命题课标卷题组考点一化学反应中能量变化的有关概念及计算(2015课标,27,14分,0.321)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3回答下列问题:(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:,五年高考,由此计算H1=kJmol-1;已知H2=-58kJmol-1,则H3=kJmol-1。(2)反应的化学平衡常数K表达式为;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为(填曲线标记字母),其判断理由是。图1图2(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示。(CO)值随温度升高而(填“增大”或“减小”),其原因是;图2中的压强由大到小为,其判断理由是。,答案(1)-99+41(每空2分,共4分)(2)K=或Kp=(1分)a反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(每空1分,共2分)(3)减小升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2分,共3分)p3p2p1相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高(每空2分,共4分),解析(1)由反应热与键能的关系可得,H1=1076kJmol-1+2436kJmol-1-3413kJmol-1-343kJmol-1-465kJmol-1=-99kJmol-1;依据盖斯定律知,反应=-,则H3=H2-H1=-58kJmol-1-(-99kJmol-1)=+41kJmol-1。(2)由化学平衡常数的定义知,K=;H1H3B.H1H3,答案B由题干信息可得:CuSO45H2O(s)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l)H10,CuSO4(s)Cu2+(aq)+S(aq)H20,H2H1,B项正确,C、D项错误;H30,H2H2,A项错误。,解题关键依据题给信息正确写出各步转化的热化学方程式是解题的关键。,易错警示容易认为前两种情况是物理过程,根据题目的已知条件写不出热化学方程式,无法根据盖斯定律求算判断。,2.(2018课标,27,14分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)H=-75kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H=-394kJmol-1C(s)+O2(g)CO(g)H=-111kJmol-1该催化重整反应的H=kJmol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是(填标号)。A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压某温度下,在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为mol2L-2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:,由上表判断,催化剂XY(填“优于”或“劣于”),理由是。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)。A.K积、K消均增加B.v积减小、v消增加C.K积减小、K消增加,D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为。,答案(1)247A(2)劣于相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2),解析本题考查盖斯定律的应用,化学反应速率与化学平衡常数。(1)C(s)+2H2(g)CH4(g)H=-75kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H=-394kJmol-1C(s)+O2(g)CO(g)H=-111kJmol-1运用盖斯定律,2-可得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=(-1112)-(-75)-(-394)kJmol-1=247kJmol-1。正反应为气体体积增大的吸热反应,故升温、减压有利于平衡正向移动,提高CH4的平衡转化率,A正确。列三段式:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)始2mol1mol0mol0mol转0.5mol0.5mol1mol1mol平1.5mol0.5mol1mol1molK=mol2L-2。(2)积碳反应与消碳反应均为吸热反应,升高温度时,K积、K消均增加;由图像可知600以后,积碳量减小,说明升高温度,v消增加的倍数比v积增加的倍数大,故A、D正确。由图像可知,时间相同时积碳量abc,说明积碳速率abc,由v=kp(CH4)p(CO2)-0.5可知,p(CH4)一定时,积碳速率与p(CO2)成反比,故pa(CO2)B,解析本题考查酸性强弱比较、盖斯定律的应用、转化率和化学平衡常数的计算、平衡移动原理等。(1)根据强酸制弱酸原理,可知酸性H2SO3H2CO3H2S,A项不符合题意;亚硫酸、氢硫酸都是二元弱酸,等浓度的亚硫酸的导电能力比氢硫酸的强,可以证明酸性:H2SO3H2S,B项不符合题意;亚硫酸的pH比等浓度的氢硫酸的小,可以证明酸性:H2SO3H2S,C项不符合题意;物质的还原性与其电离产生氢离子的浓度大小无关,因此不能证明二者的酸性强弱,D项符合题意。(2)H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+O2(g)H1=327kJmol-1SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)H2=-151kJmol-12HI(aq)H2(g)+I2(s)H3=110kJmol-1H2S(g)+H2SO4(aq)S(s)+SO2(g)+2H2O(l)H4=61kJmol-1根据盖斯定律由+可得系统()制氢的热化学方程式为H2O(l)H2(g)+O2(g)H,=286kJmol-1;根据盖斯定律由+可得系统()制氢的热化学方程式为H2S(g)H2(g)+S(s)H=20kJmol-1。根据系统()、系统()的热化学方程式可知产生等量的氢气,后者吸收的热量比前者少。(3)设平衡时反应的H2S的物质的量为xmol。H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)开始0.40mol0.10mol00反应xmolxmolxmolxmol平衡(0.40-x)mol(0.10-x)molxmolxmol=0.02解得x=0.01,所以H2S的平衡转化率1=100%=2.5%。在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数K=2.810-3。温度由610K升高到620K,平衡时水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2S的转化率增大,即21;根据题意可知升高温度,化学平衡向正反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反,应,即H0。增大H2S的浓度,平衡正向移动,但加入量大于平衡移动时H2S的消耗量,所以H2S转化率减小,A项错误;增大CO2的浓度,平衡正向移动,H2S转化率增大,B项正确;COS是生成物,增大生成物的浓度,平衡逆向移动,H2S转化率减小,C项错误;N2是与反应体系无关的气体,充入N2,不能使化学平衡发生移动,所以对H2S转化率无影响,D项错误。,易错警示第(3)小题第问易误认为增大H2S的物质的量平衡向正反应方向移动,就可以增大H2S的转化率。实际上加入H2S,平衡正向移动,可以提高CO2的转化率(因其总量未变),但是H2S的转化率会减小,因为平衡正向移动,生成物的浓度均增大,为使平衡常数保持不变,H2S的“余额”增大。,4.(2014课标,28,15分,0.409)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式。(2)已知:甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=-23.9kJmol-1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)H2=-29.1kJmol-1乙醇异构化反应C2H5OH(g)CH3OCH3(g)H3=+50.7kJmol-1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的H=kJmol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是。(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中=11),列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为,理由是。气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290、压强6.9MPa,=0.61。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有、。,答案(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2OC2H5OH+H2SO4(2)-45.5污染小、腐蚀性小等(3)=0.07(MPa)-1p1p2p2p1,而C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)为气体分子数(气体总体积)减小的反应,压强越高,C2H4转化率越高,故压强大小关系是p1p2p30C.加热0.1molL-1Na2CO3溶液,C的水解程度和溶液的pH均增大D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(H0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大,答案CA项,若在海轮外壳上附着一些铜块,则Fe、Cu和海水构成原电池,海轮外壳腐蚀更快,A项错误;B项,该反应是熵减的反应,即S0,要在常温下自发进行,则H0,B项错误;加热会促进C水解,c(OH-)增大,pH增大,C项正确;D项,酯化反应是放热反应,加热会加快反应速率,但平衡逆向移动,平衡常数减小,D项错误。,4.(2014北京理综,26,14分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。(1)中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是。(2)中,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。,比较p1、p2的大小关系:。随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是。(3)中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。已知:2NO2(g)N2O4(g)H12NO2(g)N2O4(l)H2下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。(4)中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是,说明理由:。,答案(1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)p1p2减小(3)A2N2O4+O2+2H2O4HNO3(4)NH3根据反应:8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多,解析(1)NH3催化氧化生成NO,所以化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O。(2)采用“定一议二”的分析方法,在相同温度的条件下,p1时NO平衡转化率低,p2时NO平衡转化率高,由反应特点知:p1p2。在相同压强的条件下,NO的平衡转化率随温度升高而下降,所以温度升高,平衡常数减小。(3)降低温度,NO2转化成N2O4,所以H10,H20,H30,H40C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5,答案C根据反应的热效应可知:H10、H3b,C正确;500、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,由于合成氨的反应是可逆反应,故1molNH3完全反应放出的热量应大于38.6kJ,D错误。,3.(2018四川成都一诊,11)下列实验过程中的相关步骤正确的是(),答案D将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,H+和N同时存在的溶液具有强氧化性,亚铁离子被氧化成铁离子,干扰了检验,A错误;向2mL1.0mol/LNaOH溶液中先滴3滴1.0mol/LMgCl2溶液,会生成Mg(OH)2白色沉淀,但由于NaOH过量,再滴3滴1.0mol/LFeCl3溶液时,FeCl3直接与NaOH反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀,不存在沉淀的转化,B错误;C项,应测定等浓度的CH3COONa溶液和NaHCO3溶液的pH,若测Na2CO3溶液的pH,比较的是醋酸和HC的酸性强弱,C错误;测定中和反应的反应热,需要测量反应前的初始温度,为保证测量结果准确,温度计应该洁净,所以混合前分别用干净的温度计测量50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液的温度,D正确。,4.(2017四川成都七中月考,7)化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列有关说法中错误的是()A.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的H0B.合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0,H-TS0,则H0,故A正确;催化剂不能使化学平衡移动,故B错误;1mol甲烷完全燃烧放出891.0kJ能量,生成1mol二氧化碳,而0.5mol乙醇完全燃烧放出683.4kJ能量,生成1mol二氧化碳,则甲烷更“低碳”,故C正确;氢气在空气中燃烧,化学能转化为热能和光能,氢氧燃料电池发电比氢气直接在空气中燃烧发电能量转换率高,故D正确。,5.(2016广西河池高中月考,10)下列图示与对应的叙述相符的是(),A.图1表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化B.图2表示用0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000molL-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线C.图3表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80时KNO3的不饱和溶液,D.图4表示某可逆反应中生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知t时刻v正v逆,故D错误。,6.(2017四川绵阳东辰第四次月考,7)下列图示与对应的叙述相符的是()A.用0.1000mol/LNaOH溶液分别滴定浓度相同的三种一元酸,由图1确定的酸性最强B.用0.0100mol/L硝酸银标准溶液滴定浓度均为0.1000mol/LCl-、Br-及I-的混合溶液,由图2可确定首先沉淀的是Cl-C.在体积相同的两个密闭容器中,分别充入相同质量O2和X气体,由图3可确定X可能是CH4+气体D.由图4可说明烯烃与H2的加成反应是放热反应,虚线表示在有催化剂的条件下进行,答案C浓度相同的三种一元酸,由图1可知的pH最大,的酸性最弱,故A错误;用0.0100mol/L硝酸银标准溶液滴定浓度均为0.1000mol/LCl-、Br-及I-的混合溶液,由图2可确定首先沉淀的是I-,故B错误;由图3可知相同温度下,相同质量时X气体的压强大于氧气,根据同温、同体积时压强与物质的量成正比,X的物质的量大于氧气,可确定X可能是CH4气体,故C正确;催化剂能降低反应的活化能,虚线表示在无催化剂的条件下进行的反应,故D错误。,考点二热化学方程式的书写及盖斯定律7.(2017广西桂林十八中第二次月考,8)已知热化学方程式:C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)H1C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)H2C(石墨,s)C(金刚石,s)H3=+1.9kJmol-1下列说法正确的是()A.金刚石比石墨稳定B.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应C.H3=H1-H2D.H1H2,答案B由反应可知石墨转化为金刚石吸热,说明石墨的能量低于金刚石,所以石墨比金刚石稳定,A错误,B正确;根据盖斯定律可知H3=H2-H10,即H1”“=,解析(1)白钨矿(主要成分是CaWO4)与盐酸反应生成沉淀H2WO4,灼烧沉淀H2WO4即可得到WO3,化学方程式为CaWO4+2HClH2WO4+CaCl2,H2WO4WO3+H2O。(2)根据盖斯定律,将题给四个热化学方程式相加可得WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)H=H1+H2+H3+H4,K=K1K2K3K4。(3)n(H2)=8.0g2gmol-1=4molWO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)n(始)(mol)40n(变)(mol)xxn(平)(mol)4-xx由图可知在T1达平衡时n(H2)n(H2O)=(4-x)x=0.6,得x=2.5,则T1时,H2的平衡转化率=100%=62.5%,反应的平衡常数K=4.6;若在4min时降低并维持温度为T2,由题图可知温度降低,平衡逆向移动,则该反应的H0;若在8min时缩小容器容积,平衡不移动,则=1.3。,9.(2018四川高三春季诊断性测试)氮元素是第二周期A族元素,形成的Cu(NH3)4(OH)2、N2H4、NH3等多种化合物有着广泛的用途。回答下列问题:(1)画出氮原子的结构示意图。(2)制备铜氨溶液的方法有多种,其中一种的反应原理为:Cu(OH)2(s)+2NH3H2O+2NCu(NH3)42+(深蓝色)+4H2O。向盛有少量Cu(OH)2固体的试管中加入14mol/L的氨水,得到悬浊液,此时若加入适量的硫酸铵固体,发生反应的现象为,其原因是。(3)肼(N2H4)又称联氨,常温下是一种可燃性液体,其燃烧热较大且产物对环境无污染,常用作火箭燃料。已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)H1;2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H2;2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)H3;则反应:N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=(用含H1、H2、H3的代数式表示)。,(4)某温度下,分别向三个体积均为20L的密闭容器中充入1molN2和2.6molH2,分别保持恒温恒容、恒温恒压和绝热恒容(分别用a、b、c表示三种容器),均发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)HH2D.液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.6kJmol-1,B组20162018年高考模拟综合题组时间:45分钟分值:95分一、选择题(每小题5分,共15分),答案DA项,根据图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,A错误;氢气的燃烧热指的是101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成1mol液态水时放出的热量,B错误;放出的热量越多,H越小,题述A、B选项中的H1”或“”“”或“=”)1mol/L。,答案(1)2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)H=-751.6kJ/mol(2)+3(3),解析(1)由H2的燃烧热可得热化学方程式2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6kJ/mol,N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180kJ/mol,根据盖斯定律-得2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)H=-751.6kJ/mol。(2)NOCl中O为-2价,Cl为-1价,所以N为+3价;N元素与O、Cl共形成三对共用电子对,其中与Cl形成一对共用电子对,与O形成两对共用电子对,所以电子式为。(3)从题图可以看出,其他条件相同温度为T2时,反应先达到平衡,所以温度T2更高,而此时平衡体系中NOCl浓度反而小,即温度升高平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,H1mol/L。,试题评析主要考查热化学方程式的书写、盖斯定律、化合价、电子式、等效平衡及化学平衡的移动、化学反应速率的计算、平衡常数的计算等基础知识,考查考生对图像的分析能力。,5.(2018四川广安、眉山、内江、遂宁二诊,27)(18分)2017年5月,中国对“可燃冰”试采成功。“可燃冰”是天然气水合物,被称为未来新能源。回答下列问题:(1)用Cu2Al2O4作催化剂制备乙酸已知:CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)H=akJmol-1。各物质相对能量大小如图。a=(用含E的代数式表示)。反应物的活化分子浓度大小:过程过程(填“大于”“小于”或“等于”)。,(2)甲烷超干催化重整(DRM)制备CO,在Ni、CaO及Fe3O4的共同催化作用下,可以获得极高浓度的CO,其机理如下:第步:Ni基催化CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g);Fe3O4+4H2(g)3Fe+4H2O(g)第步:Fe的还原Fe3O4+4CO(g)3Fe+4CO2(g)第步:CO2的捕获与释放CaO+CO2(g)CaCO3;CaCO3CaO+CO2(g)第步:CO2的还原4CO2(g)+3FeFe3O4+4CO(g)设计第步与第步反应有利于实现氢物种与彻底分离,从勒夏特列原理的角度看,这也有利于;过程中,当投料比=时,才能保持催化剂组成不变。(3)甲烷催化重整与压强的关系已知:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。现有温度相同的、三个恒压密闭容器,均已充入1molCH4(g)和1molCO2(g),三个容器的反应压强分别为p1atm、p2atm、p3atm,在其他条件相同的情况下,反应均进行到tmin时,CO2的平衡体积分数(CO2)如下图,此时、三个容器中一定处于化学平衡状态的是(填序号);求该温度条件下反应的平衡常,数Kp=(计算表达式)。已知:Kp是用分压代替各物质的浓度计算的平衡常数,任一组分B的分压p(B)等于总压p乘以它的体积分数(4)甲烷用于燃料电池已知:甲烷电池的工作原理如下图,则负极反应式为;当A极消耗标准状况下44.8LCH4时,理论上B极转移电子的物质的量为mol。,答案(1)E2-E1小于(2)碳物种第步平衡正向移动或提高甲烷的转化率1/3(3)atm2或atm2(4)CH4-8e-+4C5CO2+2H2O16,解析(1)反应热只与始、末状态之间的能量差有关:a=E2-E1;过程加催化剂,活化能低,活化分子数增多,反应物的活化分子浓度大。(2)设计第步与第步反应有利于实现氢物种与碳物种彻底分离,从勒夏特列原理的角度看,这也有利于第步平衡正向移动(或提高甲烷的转化率);由第步知每2mol甲烷和2mol二氧化碳完全反应产生4mol氢气,4mol氢气在第步中产生的3mol铁,在第步中需4mol二氧化碳将其氧化,故过程中,当投料比=时,才能保持催化剂组成不变。(3)由于不能确定容器中二氧化碳的体积分数是否达到最小值,因此不能确定是否达到平衡状态,若未达平衡,压强越高反应逆向移动,相同时间内二氧化碳的含量越高,p3atm时二氧化碳的含量比p2atm时高,故到达平衡;由图可知二氧化碳的分压为0.25p3atm,对应温度下反应的平衡常数Kp=atm2=atm2。(4)分析甲烷电池的工作原理,甲烷在负极上失去电子,则负极反应式为CH4+4C-8e-5CO2+2H2O,每1molCH4反应转移8mol电子,当A极消耗标准状况下44.8LCH4时,理论上B极转移电子的物质的量为16mol。,知识拓展解答能量变化图像题的“三”注意(1)注意活化能在图示中的意义。从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能;从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能。(2)催化剂只影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的H。(3)设计反应热的有关计算时,要切实注意图像中反应物和生成物的物质的量。,6.(2018四川宜宾一诊,28)(17分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与进步作出了巨大贡献。(1)450时,在一个体积为2L的恒容密闭容器中充入0.4molN2和0.6molH2(10min时改变某一条件),测得反应过程中N2、H2和NH3的物质的量随时间的变化如下表:,510min内,生成NH3的平均反应速率是mol/(Lmin)。下列能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是(填字母序号)。A.v(N2)正=3v(H2)逆B.容器内压强保持不变C.容器内混合气体的密度保持不变D.容器内混合气体的平均相对分子质量不变第10min时改变的条件是使用了高效催化剂,理由是。(2)合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H。相关化学键键能数据如下:,由此计算H=kJ/mol,低温下,合成氨反应(填“能”或“不能”)自发进行。已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能=499kJ/mol,由此计算氨分解反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能=kJ/mol。(3)已知:氨在某催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-906k