题目内容
【题目】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。
(1) 氨气分解反应的热化学方程式如下：2NH3(g) 
N2(g)＋3H2(g) ΔH
若：N≡N键、H－H键和N－H键的键能分别记作a、b和c(单位：kJ·mol1)则上述反应的ΔH＝________kJ·mol1。
(2) 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol·min1)。
催化剂 | Ru | Rh | Ni | Pt | Pd | Fe |
初始速率 | 7.9 | 4.0 | 3.0 | 2.2 | 1.8 | 0.5 |
①不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是________(填写催化剂的化学式)。
②温度为T，在一体积固定的密闭容器中加入2 mol NH3，此时压强为P0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50%，则该温度下反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝________。[已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数]
(3) 关于合成氨工艺的理解，下列正确的是________。
A．合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右，可用勒夏特列原理解释
B．使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时NH3的产量苇
C．合成氨工业采用10 MPa～30 MPa，是因常压下N2和H2的转化率不高
D．采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化
(4) 在1 L 1 mol·L1的盐酸中缓缓通入2 mol氨气，请在图中画出溶液中水电离出的OH浓度随氨气通入变化的趋势图。______________________________
(5) 电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质，用PtC3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图：
①PtC3N4电极反应产生NH3的电极反应式________。
②实验研究表明，当外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因________。
【答案】6c－a－3b Fe 
BC 
N2＋6e＋6H+=2NH3 超过一定电压以后，H+得电子变成H2，而且速率比氮气快
【解析】
（1）2NH3(g) 
N2(g)＋3H2(g)中，N≡N有1个，N－H有6个，H-H有3个，△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和=6c－a－3b；
（2）金属催化剂可加速氨气的分解，反应越慢，说明反应所需的活化能越大，据表所知，Fe催化时反应速率最慢，氨气分解反应活化能最大的是Fe。
（3）反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)开始时有2 mol NH3，此时压强为P0，NH3的转化率为50%，反应平衡时体系内有1mol NH3，0.5mol N2和1.5mol H2，总物质的量为3mol，所以平衡时的总压为
P0，氮气的分压为
P0，氢气的分压为
P0，氨气的分压为
P0，故Kp=
=；
（4）A. 合成氨的反应是放热的，所以合成氨时温度越低，氨的转化率越高。但温度过低则影响催化剂的活性，适宜温度为500℃，和勒夏特列原理没有关系，故A错误；
B. 使用催化剂不能改变反应程度，故不能提高平衡时NH3的产量，B正确；
C. 合成氨工业采用10 MPa～30 MPa，是因常压下N2和H2的转化率不高，故C正确；
D. 氨气易溶于水，所以不能采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化，故D错误；
正确答案是BC。
（5）刚开始通入NH3，NH3和HCl反应生成氯化铵，促进水的电离，当NH3的量大于1mol时，HCl反应完，生成氨水又慢慢抑制水的电离，所以答案如图：
（6）PtC3N4电极产生氨气得电子，电极方程式为：N2＋6e＋6H+=2NH3；当外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因是超过一定电压以后，H+得电子变成H2，而且速率比氮气快。
名校课堂系列答案
【题目】乳酸亚铁（[CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O，Mr=288）是一种食用的补铁剂，吸收效果比无机铁好，易溶于水，几乎不溶于乙醇，受热易分解，可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得。
CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O=[CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O+CO2↑
FeCO3不溶于水，易被氧化，4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2
Ⅰ.乳酸亚铁的制备：
某兴趣小组用FeCl2和NH4HCO3制备FeCO3的装置示意图如图：
回答下列问题：
(1)C装置中涉及的主要反应的离子方程式_________。
(2)待D处的气体纯净后，将生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合时的操作是_____。
(3)将制得的FeCO3加入到足量乳酸溶液中，再加入少量铁粉，75℃下搅拌反应。加入少量铁粉的作用是_______。
(4)反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是_________。
(5)从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体的方法是：________，冷却结晶，过滤， 用适量乙醇洗涤，干燥。
Ⅱ.乳酸亚铁晶体纯度的测量：
(6)该兴趣小组用KMnO4滴定法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，发现产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是___。
(7)经查阅文献后，该兴趣小组改用铈(Ce)量法测定产品中Fe2+的含量，滴定反应如下：Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。取1.440g产品配成100mL溶液，每次取20.00mL，进行必要处理，用0.0500molL-1Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点，记录数据如表。
滴定次数 | 滴定前读数（mL） | 滴定后读数（mL） |
1 | 0.20 | 19.95 |
2 | 0.10 | 21.65 |
3 | 0.95 | 20.60 |
则产品中乳酸亚铁的质量分数为________%。(小数点后保留一位数字)
(8)请设计实验证明你购买的乳酸亚铁补铁剂中含Fe2+：_______。
