氨是一种重要的化工原料.氨的合成与应用是当今重要研究内容之一.不同温度.压强下.合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2起始物质的量之比为1∶3). 压强(Mpa) 氨的平衡含量(%) 温度(℃) 0.1 10 20 30 60 100 200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8 300 2.2 52.0 64.2 71.0 84 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氨是一种重要的化工原料，氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH₃的物质的量分数见下表（N₂和H₂起始物质的量之比为1∶3）。

压强(Mpa) 氨的平衡含量(%) 温度(℃)	0.1	10	20	30	60	100
200	15.3	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	2.2	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	0.4	25.1	38.2	47.0	65.2	79.8
500	0.1	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5
600	0.05	4.5	9.1	13.8	23.1	31.4

回答下列有关问题：

（1）利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应（填“放热”、“吸热”或“无热量变化”）。

（2）根据表中数据，在200℃和100MPa时，平衡体系中NH₃的物质的量分数最高，而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。

（3）一定条件下，对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后，其他条件不变时，若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后，与原平衡相比，请将有关物理量的变化的情况填入下表中（填“增大”、“减小”或“可能增大也可能减小”）：

反应速率

平衡常数K

氨的体积分数

变化情况

（4）将1molH₂和1molN₂通入一体积不变的密闭容器中，在一定温度和催化剂作用下，反应达到平衡，测得NH₃的物质的量为0.3mol，此时若移走0.5molH₂和0.5molN₂，则反应达到新的平衡时，NH₃的物质的量为_____________（选填答案编号）。

A．0.3mol B．0.15mol C．小于0.15mol D．大于0.15mol，小于0.3mol

【答案】

（1）（1分）放热。

（2）（2分）压强过大，需要的动力越大，对材料的强度和设备制造的要求也越高。

（3）（3分）


增大	减小	可能增大也可能减小

（4）（2分）C。

【解析】略

练习册系列答案

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

．
（2）①如图（1）是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是

轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K

．
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是

NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-

（用电离方程式表示）．
（3）该小组同学设计了如图（2）所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物．

①实验现象为：黑色CuO变为红色；白色无水CuSO₄粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染．请写出氨气与CuO反应的化学方程式

3Cu+N₂+3H₂O

3Cu+N₂+3H₂O

吸收氨气中混有的水蒸气，防止干扰产物水的测定

．
③该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题并提出改进意见

此装置无有尾气吸收装置，NH₃排入大气，污染环境；连接一个吸收氨气装置如图所示：

；

此装置无有尾气吸收装置，NH₃排入大气，污染环境；连接一个吸收氨气装置如图所示：

；

．
（4）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O．已知：Cu₂O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺的稳定性比Cu²⁺差（Cu⁺

H+

Cu+Cu²⁺）．请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O．

取少许样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O反之则没有

；
（5）工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一．为了治理污染，工业上常用氨气与之发生反应：NO_x+NH₃→N₂+H₂O，使其转化为无毒的N₂．现有NO₂和NO的混合气体3.0L，跟3.4L（同温同压下）NH₃反应，恰好使其全部转化为氮气，则原混合气体中，NO₂与NO的体积比是

7：3

．

压强(Mpa) 氨的平衡含量(%) 温度(℃)	0.1	10	20	30	60	100
200	15.3	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	2.2	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	0.4	25.1	38.2	47.0	65.2	79.8
500	0.1	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5
600	0.05	4.5	9.1	13.8	23.1	31.4

回答下列有关问题：

（1）利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应（填“放热”、“吸热”或“无热量变化”）。

（2）根据表中数据，在200℃和100MPa时，平衡体系中NH₃的物质的量分数最高，而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。

	反应速率	平衡常数K	氨的体积分数
变化情况

A．0.3mol B．0.15mol C．小于0.15mol D．大于0.15mol，小于0.3mol

（16分）氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质。请回答：

（1）实验室制取氨气的化学方程式是。

（2）①右图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是。

②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是_______________________________（用电离方程式表示）。

（3）该小组同学设计了下图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物。

① 实验现象为：黑色CuO变为红色；白色无水CuSO₄粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染。请写出氨气与CuO反应的化学方程式。

② 碱石灰的作用是。

③该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题并提出改进意见

。

（4）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O。已知：Cu₂O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺的稳定性比Cu²⁺差（Cu⁺Cu + Cu²⁺）。

请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O。

；

（5）工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一。为了治理污染，工业上常用氨气与之发生反应：NO_x+NH₃→N₂+H₂O，使其转化为无毒的N₂。现有NO₂和NO的混合气体3.0 L，跟3.4 L（同温同压下）NH₃反应，恰好使其全部转化为氮气，则原混合气体中，NO₂与NO的体积比是__________。

氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料，也是一种常用的制冷剂。

(1) 实验室制备氨气的化学反应方程式为_________。

(2) 工业合成氨的反应方程式为：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H。下图I是合成氨反应的能量与反应过程相关图（未使用催化剂）；图D是合成気反应在2L容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时，某一反应条件的改变对反应的影响图。

下列说法正确的是_______。

A.ΔH＝－92.4kJ/mol

B.使用催化剂会使E₁的数值增大

C.为了提高转化率，工业生产中反应的浓度越低越好

D.图II是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图，且P_A<P_B

E.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图，且T_A>T_B；

F.该反应的平銜常数K_A<K_B

G.在曲线A条件下，反应从开始到平衡，消耗N₂的平均速率为mol/(L·min)

(3) —定温度下，向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N₂和7 mol H₂，达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍，则此温度下的平衡常数为_______。在同一温度，同一容器中，将起始物质改为amol N₂ b molH₂ c mol NH₃ (a,b,c均不为零）欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同，则a,b,c满足的关系为_____________(用含a,b,c的表达式表示），且欲使反应在起始时向逆反应方向进行，c的取值范围是_______

(4)已知H₂(g)的燃烧热为285.8 kJ/mol，试写出表示NH₃(g)燃烧热的热化学反应方程式 _____。以氨气为燃料可以设计制氨燃料电池（电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液）该电池负极电极反应式为_______经測定，该电作过程中每放出1 mol N₂实际提供460 kJ的电能，则该燃料电池的实际效率为_____(燃料电池的实标效率是指电池实际提供的电能占燃料电池反应所能释放出的全部能量的百分数)