题目内容
氨是重要的化工产品和化工原料．
（1）氨的结构式是 ．
（2）已知：
①合成氨的热化学方程式是 ．
②该反应的化学平衡常数K的表达式K= ．降低温度，该反应的化学平衡常数K ．（填“增大”、“减小’’或“不变”）．
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图l所示．电池正极的电极反应式是 ，A是 ．
（4）用氨合成尿素的反应为2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（1）+H2O（g）．工业生产时，原料气带有水蒸气．如图2表示CO2的转化率与氨碳比[n（NH3）/n（CO2）]、水碳比[n（H2O）/n（CO2）]的变化关系．
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是 ．（填Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）
②测得B点（x1，60）氨的转化率为0.4，则x1= ．
（1）氨的结构式是
（2）已知：
①合成氨的热化学方程式是
②该反应的化学平衡常数K的表达式K=
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图l所示．电池正极的电极反应式是
（4）用氨合成尿素的反应为2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（1）+H2O（g）．工业生产时，原料气带有水蒸气．如图2表示CO2的转化率与氨碳比[n（NH3）/n（CO2）]、水碳比[n（H2O）/n（CO2）]的变化关系．
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是
②测得B点（x1，60）氨的转化率为0.4，则x1=
考点：化学平衡的计算,热化学方程式,原电池和电解池的工作原理,用化学平衡常数进行计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）氨的分子中氮与氢原子之间形成一对共用电子对，总共存在3个氮氢键，根据氨气的电子式写出其结构式；
（2）①根据反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算出合成氨的焓变，然后写出热化学方程式；
②根据平衡常数表达式的概念写出反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的平衡常数表达式；
该反应放热，降温后平衡正向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，化学平衡常数增大；
（3）该电池的本质反应是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，据此写出正极的电极反应式；生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵；
（4）①根据图2可知，氨碳比一定时，水碳比越大，说明原料气中含二氧化碳越少，二氧化碳的转化率越低，所以二氧化碳转化率最低的即为水碳比最大的；
②B点二氧化碳的转化率为60%，氨气的转化率是40%，设出NH3、CO2的起始物质的量，然后列式计算．
（2）①根据反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算出合成氨的焓变，然后写出热化学方程式；
②根据平衡常数表达式的概念写出反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的平衡常数表达式；
该反应放热，降温后平衡正向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，化学平衡常数增大；
（3）该电池的本质反应是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，据此写出正极的电极反应式；生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵；
（4）①根据图2可知，氨碳比一定时，水碳比越大，说明原料气中含二氧化碳越少，二氧化碳的转化率越低，所以二氧化碳转化率最低的即为水碳比最大的；
②B点二氧化碳的转化率为60%，氨气的转化率是40%，设出NH3、CO2的起始物质的量，然后列式计算．
解答：
解：（1）氨的分子中氮与氢原子之间形成一对共用电子对，所以氨的电子式是
，将共用电子对换成短线即为结构式，氨气的结构式为：
，
故答案为：；
（2）①反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能，则合成氨的焓变为：△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-3×391×2kJ/mol=-92kJ/mol，所以合成氨的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ/mol，
故答案为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ/mol；
②反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的平衡常数表达式为：K=
；
该反应放热，所以降温，平衡正向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，化学平衡常数将增大，
故答案为：
；增大；
（3）该电池的本质反应是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2+8H++6e-=2NH4+；
生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵，所以A是NH4Cl，
故答案为：N2+8H++6e-=2NH4+；NH4Cl；
（4）①根据图2可知，氨碳比一定时，水碳比越大，说明原料气中含二氧化碳越少，二氧化碳的转化率越低，所以二氧化碳转化率最低的即为水碳比最大的，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是Ⅲ曲线，
故答案为：Ⅲ；
②B点二氧化碳的转化率为60%，氨气的转化率是40%，
设NH3、CO2的起始物质的量分别为x、y，
则：x×40%×
=y×60%，
解得：
=x1=3，
故答案为：3．
，将共用电子对换成短线即为结构式，氨气的结构式为：
，故答案为：
；（2）①反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能，则合成氨的焓变为：△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-3×391×2kJ/mol=-92kJ/mol，所以合成氨的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ/mol，
故答案为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ/mol；
②反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的平衡常数表达式为：K=
| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(H2) |
该反应放热，所以降温，平衡正向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，化学平衡常数将增大，
故答案为：
| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(H2) |
（3）该电池的本质反应是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2+8H++6e-=2NH4+；
生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵，所以A是NH4Cl，
故答案为：N2+8H++6e-=2NH4+；NH4Cl；
（4）①根据图2可知，氨碳比一定时，水碳比越大，说明原料气中含二氧化碳越少，二氧化碳的转化率越低，所以二氧化碳转化率最低的即为水碳比最大的，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是Ⅲ曲线，
故答案为：Ⅲ；
②B点二氧化碳的转化率为60%，氨气的转化率是40%，
设NH3、CO2的起始物质的量分别为x、y，
则：x×40%×
| 1 |
| 2 |
解得：
| x |
| y |
故答案为：3．
点评：本题考查了化学平衡的计算、热化学方程式的书写、化学平衡常数及其应用等知识，题目难度中等，注意掌握化学平衡的影响因素、热化学方程式的书写原则，明确平衡常数的概念及表达式，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学计算能力．
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