题目内容

18．合成氨反应是化学上最重要的反应之一：
（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气（主要成分为CH4）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2mol CO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是CH4（g）+2H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2（g）+4H2（g）△H=+158kJ•mol-1该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式是CO32-+CO2+H2O═2HCO3-．
（2）已知N2（g）+3H2（g）?2ΝΗ3（g）△H＜0．如图是当反应器中按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ABE（填序号）
A．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K（M）=K（Q）＞K（N）
B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变
C．相同压强条件下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c＞b＞a
D．由曲线a可知，当压强增加到100MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%
E．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
③N点时c（NH3）=0.2mol•L-1，N点的化学平衡常数K=$\frac{25}{27}$（精确到小数点后两位）．
（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O．
（4）NH3可以处理NO2 的污染，方程式如下：NO2+NH3$?_{加热}^{催化剂}$N2+H2O（未配平）当转移0.6mol电子时，消耗的NO2在标准状况下的体积是3.36L．

分析 （1）生成2mol二氧化碳吸收316kJ热量，则生成1mol二氧化碳吸收158kJ热量，根据反应物、生成物及反应条件、反应热书写热化学方程式；
碳酸钾和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠；
（2）①正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小；
②A．K只受温度影响，温度不变平衡常数不变，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；
B．催化剂只改变反应速率不影响平衡移动；
C．相同压强条件下，投料相同，温度越高反应速率越大，反应达到平衡时间越短；
D．可逆反应中存在化学平衡；
E．及时分离出NH3平衡正向移动；
③根据反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）利用三段式计算出平衡时各物质的浓度，并计算平衡常数；
（3）生成的无污染的物质为氮气，根据电解原理写出阳极电极反应式；
（4）反应6NO2+8NH3$?_{加热}^{催化剂}$7N2+12H2O方程式可知6NO2～～24mole-，以此来解答．

解答 解：（1）生成2mol二氧化碳吸收316kJ热量，则生成1mol二氧化碳吸收158kJ热量，根据反应物、生成物及反应条件、反应热书写热化学方程式为；
碳酸钾和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，离子方程式为CO32-+CO2+H2O═2HCO3-；
故答案为：CH4（g）+2H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2（g）+4H2（g）△H=+158kJ•mol-1 ；CO32-+CO2+H2O═2HCO3-；
（2）①合成氨的反应为放热反应，反应温度越高，越不利于反应正向进行，曲线a的氨气的物质的量分数最高，其反应温度对应相对最低，所以a曲线对应温度为200℃；
故答案为：200℃；
②A．平衡常数与温度有关，与其他条件无关，温度相同时平衡常数相同，反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，则M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N），故正确；
B．催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，但平衡不移动，故正确；
C．相同压强条件下，投料相同，温度越高反应速率越大，反应达到平衡时间越短，温度：a＜b＜c，则达到平衡所需时间关系为c＜b＜a，故错误；
D．可逆反应中存在化学平衡，当达到平衡状态时正逆反应速率相等，反应物不能完全转化为生成物，故错误；
E．及时分离出NH3平衡正向移动，则可以提高H2的平衡转化率，故正确；
故选ABE；
③N点时氨的物质的量的分数为20%，利用三段式，设N2转化率是b，N2的起始浓度为a，
根据反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
起始    a       3a         0
转化    ab       3ab       2ab
平衡   a-ab      3a-3ab      2ab
根据题意有$\left\{\begin{array}{l}{\frac{2ab}{a-ab+3a-3ab+2ab}=20%}\\{2ab=0.2}\end{array}\right.$，所以a=0.3，b=$\frac{1}{3}$，所以平衡常数K=$\frac{（2ab）^{2}}{（a-ab）．（3a-3ab）^{3}}$=$\frac{25}{27}$，
故答案为：$\frac{25}{27}$；
（3）利用电解法将NH3•H2O转化为对环境无污染的物质为氮气，阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，
故答案为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
（4）反应6NO2+8NH3$?_{加热}^{催化剂}$7N2+12H2O方程式可知6NO2～～24mole-，所以消耗的NO2在标准状况下的体积是$\frac{0.6}{24}$×6×22.4L=3.36L，
故答案为：3.36．

点评 本题考查化学平衡计算、电解原理、氧化还原反应计算、化学平衡影响因素等知识点，侧重考查学生识图、分析计算能力，明确化学反应原理是解本题关键，知道平衡常数的计算方法，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
8．下列关于电解质溶液的叙述正确的是（　　）
A．pH=8.3 的NaHCO3溶液：[Na+]＞[HCO3-]＞[CO32-]＞[H2CO3]
B．将pH=4的醋酸溶液稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低
C．中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸溶液，消耗NaOH的物质的量相同
D．常温下，同浓度的Na2S与NaHS溶液相比，Na2S溶液为pH大
9．如图中的每一方框内表示一种反应物或生成物，其中A、C、D、E、F在通常情况下均为气体，且A与C物质的量之比为1：1．B为常见液体．

试回答下列问题
（1）F是NO2；X是NH4HCO3（都填化学式）．
（2）G与Cu的反应中，G表现得性质有酸性和氧化性．
（3）X与过量NaOH溶液反应（加热）的离子方程式：NH4++HCO3-+2OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H2O+CO+NH3↑．
（4）C→E反应的化学方程式4 NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（5）以C、B、D为原料可生产G，若使a mol C 完全转化为G，理论上至少需要D2amol．
（6）C与G的反应产物的阳离子的检验方法取少量样品于试管中，加入氢氧化钠并加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明含有NH4+．
6．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨种元素，填写下列空白：
 主族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族
2①②③
3④⑤⑥⑦⑧
4⑨
（1）在这些元素中，化学性质最不活泼的是：Ar（填具体元素符号，下同）．
（2）NH4H电子式是：；
（3）表示①与⑦的化合物的结构式；
（4）写出 ⑥的原子结构示意图；
（5）③气态氢化物的沸点大于（填“大于”、“小于”）⑥的气态氢化物的沸点．
13．NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．铁和酸反应，放出标准状况下的22.4L气体，转移的电子数必为2NA
B．将标准状况下，11.2LN2和33.6LH2混合，在一定条件下充分反应，产生的NH3的分子数为2NA
C．常温常压下，6g乙酸所含共价键数目为0.7NA
D．1L 0.1mol•L-1碳酸钠溶液中，阴离子数目大于0.1NA
3．下列离子方程式正确的是（　　）
A．向FeBr2洛液中通入足量氯气：2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++2Br2+6Cl-
B．Cl2通入水中：Cl2+H20═2H++Cl-+ClO-
C．用铜作电极电解CuSO4溶液：2Cu2++2H20═2Cu+O2+4H+
D．明矾溶液中滴入Ba（OH）2溶液使S042-恰好完全沉淀：2Ba2++3OH-+Al3++2S042-═2BaS04+Al（OH）3
10．某硫酸厂产生的烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）可用于制备FeCO3，其流程如下：

已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，其中反应Ⅰ如下：
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
回答下列问题：
（1）烧渣“酸溶”时发生反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O．
（2）第一次过滤所产生的“滤渣”是SiO2（填化学式）．
（3）加入FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的试剂为KSCN溶液．
（4）所得FeCO3需充分洗涤，检验是否洗净的方法是取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净．“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是Fe（OH）3．
（5）①写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：2Fe3++FeS2=3Fe2++2S↓．
②“还原”前后溶液中部分离子的浓度见下表（溶液体积变化或略不计）：
离子离子浓度（mol•L-1）
还原前还原后
Fe2+0.102.5
SO42-3.53.7
则反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比为7：3．
（6）第三次过滤所得到的“滤液”中大量存在的离子是NH4+、CO32-、SO42-（填离子符号）
7．有关物质的转化关系如图所示（部分物质与条件已略去）．已知A为淡黄色固体，B为常见的无色液体，C为两种元素组成的化合物，摩尔质量为150g/mol，E为单质气体，F为气态氢化物，有臭鸡蛋气味，G为两性氢氧化物，K为常见的酸．
请回答下列问题：
（1）C的化学式为Al2S3．
（2）B的电子式为．
（3）写出反应A+B→D+E的化学方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑．
（4）写出反应D+G→H的离子方程式：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
8．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是（　　）
A．2.5 μmol/（ L•min）和2.0 μmol/LB．2.5 μmol/（ L•min）和2.5 μmol/L
C．3.0 μmol/（ L•min）和3.0 μmol/LD．5.0 μmol/（ L•min）和3.0 μmol/L

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网