工业上合成氨的原料之一为氢气.其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(C3H8)制取.以下途径.假设反应都能进行.从经济效益考虑最合理的反应是 A．C3H83C+4H2 B．C3H8C3H6+H2 C．C3H8+6H2O3CO2+10H2 D．2H2O2H2+O2 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

工业上合成氨的原料之一为氢气，其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(C₃H₈)制取。以下途径，假设反应都能进行，从经济效益考虑最合理的反应是

A．C₃H₈3C＋4H₂ B．C₃H₈C₃H₆＋H₂

C．C₃H₈＋6H₂O3CO₂＋10H₂ D．2H₂O2H₂＋O₂

【答案】

【解析】

试题分析：在工业生产中应考虑经济效益，反应机理要低成本、低能耗．从所给的几种反应途径来看，A、B都耗能高、原料利用率低，D会消耗电能，也比较麻烦，而C选项能耗低、原料利用率高；故选C

考点：物质的制备

点评：考查了物质的制备和转化，本题是只能用题目给出的原料来制取，并且给出了多种方案，通过分析比较，寻找合适的方案，要结合物质的性质，灵活应用，答案就会迎刃而解

练习册系列答案

N₂+3H₂

2NH₃

N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃

．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H₂的转化率=

24.45%

．
③图B中T=500°C，温度为450⁰C对应的曲线是

（选填字母“a“或“b”），选择的理由是

合成氨的正反应是放热反应，根据勒夏特列原理，其他条件不变，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动

④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是

研制耐压设备（或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案）

（写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH₄（g）+H₂O

CO（g）+3H₂（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表

时间/min	CH₄（mol）	H₂0（ mol）	CO （mol）	H₂ （mol）
0	0.40	1.00	0	0
5	X₁	X₂	X₃	0.60
7	Y₁	Y₂	0.20	Y₃
10	0.21	0.81	0.19	0.62

①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态

是

（填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH₄）=

0.02mol?min^-1

．
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少的原因可能是

（填字母）．
a?减少CH₄ b?降低温度c?增大压强d?充入H₂
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15mol CH₄.0.45mol H₂O．

0.05

mol CO、

0.15

mol H₂，达到平衡时CH₄的体积百分含量与第一次投料相同．

化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
Ⅰ（1）在298K、101kPa时，2g H₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量．则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：

H₂（g）+

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol

H₂（g）+

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol

．
氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验（图中所用电极均为惰性电极）．分析该装置、回答下列问题：
（2）氢氧燃料电池中，a电极为电池的是

负极

（填“正极”或“负极”），气体M的分子式

H₂

，a电极上发生的电极反应式为：

H₂+OH^--2e^-=2H₂O

．
（3）若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL（密度为1.02g/mL）才能使溶液恢复至原来状态．则在此电解过程中导线上转移的电子数为

4.14

mol．（保留小数点后2位）
Ⅱ氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃ （g）△H=-92.2kJ?mol^-1
（4）下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是

③④

．
①N₂、H₂、NH₃的体积分数不再改变；
②单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂；
③单位时间内生成3n mol N-H键的同时生成n mol N≡N；
④用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2；
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变；
⑥混合气体的总物质的量不再改变．
（5）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应，测得如下数据：

物质的量/（mol）/时间（h）	0	1	2	3	4
N₂	1.50	n₁	1.20	n₃	1.00
H₂	4.50	4.20	3.60	n₄	3.00
NH₃	0.00	0.20	n₂	1.00	1.00

根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为

27.7

kJ．
②0～1小时内N₂的平均反应速率

0.05

mol?L^-1?h^-1．
③此条件下该反应的化学平衡常数K═

0.15

（保留两位小数）．
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂ 和NH₃各1mol，化学平衡向

正反应

方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”．）

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：
（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是

A．a电极是负极，OH^-移向负极
B．b电极的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
C．电池总反应式为：2H₂+O₂

点燃

2H₂O
D．电解质溶液的pH保持不变
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol?L^-1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH=

（溶液体积变化忽略不计）
II氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.20kJ?mol^-1．
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是

②③

（填序号）
①单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂
②单位时间内生成n mol N-H的同时生成n mol N≡N
③用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2
④N₂、H₂、NH₃的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间（h）物质的量（mol）	0	1	2	3	4
N₂	1.50	n₁	1.20	n₃	1.00
H₂	4.50	4.20	3.60	n₄	3.00
NH₃	0	0.20	N₂	1.00	1.00

根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为

27.66kJ

②此条件下该反应的化学平衡常数K=

（保留两位小数）
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化学平衡将向

正反应

方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）．

氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N₂（g）+3H₂（g）

催化剂

高温高压

2NH₃（g）；△H=-92.2kJ?mol^-1
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是

③④

．
①N₂、H₂、NH₃的体积分数不再改变
②单位时间内生成2n molNH₃的同时生成3n molH₂O
③单位时间内生成3n molN-H键的同时生成n mol N≡N
④用N₂、H₂O、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速度之比为1：3：2
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间（h）物质的量（mol）	0	1	2	3	4
N₂	1.50	n₁	1.20	n₃	1.00
H₂	4.50	4.20	3.60	n₄	3.00
NH₃	0.00	0.20	n₂	1.00	1.00

根据表中数据计算：
①0～1小时内N₂的平均反应速度率为

0.0500

mol?L^-1?h^-1
②此温度下该反应的化学平衡常数K=

0.15

保留两位小数）．
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂O、NH₃各1mol，化学平衡向

正反应

方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”）．

（18分）化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

Ⅰ （1）在298K、101kPa时，2g H₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：。

氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验（图中所用电极均为惰性电极）。分析该装置、回答下列问题：

（2）氢氧燃料电池中，a电极为电池的是（填“正极”或“负极”），气体M的分子式，a电极上发生的电极反应式为：。

（3）若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态。则在此电解过程中导线上转移的电子数为 mol。（保留小数点后2位）

Ⅱ 氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：

N₂（g）＋3H₂(g)2NH₃ (g) ΔH＝－92.2kJ·mol^－1

(4)下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是。

① N₂、H₂ 、NH₃的体积分数不再改变；

② 单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂；

③ 单位时间内生成3n mol N—H键的同时生成n mol N≡N；

④ 用N₂、H₂ 、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2；

⑤ 混合气体的平均摩尔质量不再改变；

⑥ 混合气体的总物质的量不再改变。

（5）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应，测得如下数据：

根据表中数据计算：

①反应进行到2小时时放出的热量为 kJ。

②0~1小时内N₂的平均反应速率 mol·L^-1·h^-1。

③此条件下该反应的化学平衡常数K== （保留两位小数）。

④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂ 和NH₃各1 mol，化学平衡向方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”。）

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