氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥.是一种用途广泛的化工原料．(1)下表是当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后.在200℃.400℃.600℃下.反应达到平衡时.混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线．①曲线a对应的温度是200℃．②关于工业合成氨的反应.下列叙述正确的是AC．A．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率B．加催化剂能� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥，是一种用途广泛的化工原料．
（1）下表是当反应器中按n（N₂）：n（H₂）=1：3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线．

①曲线a对应的温度是200℃．
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是AC（填字母）．
A．及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率
B．加催化剂能加快反应速率且提高H₂的平衡转化率
C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N）
③M点对应的H₂转化率是75%．
（2）工业制硫酸的尾气中含较多的SO₂，为防止污染空气，回收利用SO₂，工业上常用氨水吸收SO₂．
①当氨水中所含氨的物质的量3mol，吸收标准状况下44.8L SO₂时，溶液中的溶质为（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃．
②NH₄HSO₃溶液显酸性．用氨水吸收SO₂，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是
ab（填字母）．
a．c（NH₄⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（NH₄⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
（3）2000年希腊化学家斯佳在《科学》杂志上公布了他的新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到570℃的电解池中生成氨气，转化率高于哈伯法的五倍，达到80%．该电解池采用了能传导某种离子（ H⁺、Li⁺、F^-、O^2- ）的固体复合氧化物为电解质（简称SCY），吸附在SCY内外侧表面的金属钯多孔多晶薄膜为电极．写出上述电解池的阴极和阳极反应式和总反应方程式，
阴极：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；阳极：3H₂-6e^-═6H⁺，总反应方程式：N₂+3H₂=2NH₃．

分析（1）①合成氨反应放热，温度越低氨气的百分含量越高；
②A、减小生成物浓度平衡正向移动；B、催化剂不影响平衡移动；C、K只受温度影响，该反应温度升高时K值减小；
③利用α（H₂）=$\frac{n（转化）}{n（起始）}$ 求算；
（2）①氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO₂时．N原子3mol，S原子2mol，据原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子个数比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子个数比N：S=1：1，据此分析；
②利用电荷守恒原理解答；
（3）在电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应．

解答解：（1）①合成氨反应放热，温度越低氨气的百分含量越高，所以，曲线a对应的温度是200℃，
故答案为：200℃；
②A、减小生成物浓度平衡正向移动，及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率，故A正确；
B、催化剂不影响平衡移动，加催化剂能加快反应速率但不能提高H₂的平衡转化率，故B错误；
C、K只受温度影响，该反应温度升高时K值减小，b是400℃，c是600℃，上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N），故C正确；
故答案为：AC；
③3N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）
反应前（mol） 1       3                 0
反应了（mol） x       3x               2x
平衡时（mol） 1-x     3-3x              2x
据题意M点时：$\frac{2x}{1-x+3-3x+2x}$=60%
              x=$\frac{3}{4}$，
则氢气的转化率为$\frac{3×\frac{3}{4}}{3}$×100%=75%，
故答案为：75%；
（2）①氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO₂时．N原子3mol，S原子2mol，据原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子个数比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子个数比N：S=1：1，所以，生成物有（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃，
故答案为：（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃；
②据电荷守恒有：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），溶液显中性，则，c（H⁺）=c（OH^-），故a正确，b正确，c错误，
故答案为：ab；
（3）氢和氮在电极上合成了氨的电解池中，阳极是氢气发生失电子的氧化反应，即H₂-2e^-═H₂↑，阴极是氮气发生得电子的还原反应，即N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃，故答案为：N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃；3H₂-6e^-═6H⁺；N₂+3H₂=2NH₃．

点评本题是一道化学和工业生产联系的题目，要求学生熟记工业合成氨的设备以及原料的选择来源方面的知识，难度较大．

	A．	反应2CO₂（g）+6H₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）的△S＜0、△H＜0
	B．	表示乙容器CO₂的平衡转化率随温度变化的是曲线B
	C．	体系中c（CH₃OCH₃）：c（CH₃OCH₃，状态Ⅱ）＜2c（CH₃OCH₃，状态Ⅲ）
	D．	逆反应速率v_逆：v_逆（状态Ⅰ）＜v_逆（状态Ⅲ）

	A．	多加煤以使炉火更旺		B．	把煤炭做成大煤球
	C．	把煤中掺合一些黄泥做成蜂窝煤		D．	把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧

	A．	1mol乙烷含C-H键的数目为7N_A
	B．	1L0.5mol/LNa₂S溶液中HS^-的数目为0.5N_A
	C．	标准状况下，Na与水反应产生22.4 LH₂时转移电子数目为2 N_A
	D．	含1mol HCOOH的水溶液中含氧原子的总数目为2N_A

	A．	D-A反应属于加成反应
	B．	2-甲基-1，3-丁二烯和丙烯发生D-A反应产物只有一种
	C．	如果要合成所用的原始原料可以是2，3-二甲基-1，3-丁二烯和丙炔
	D．	D-A反应中的产物都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色

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