题目内容

氨是重要的化工产品和化工原料。

(1)氨的电子式是                 。

(2)已知:

①合成氨的热化学方程式是    。

②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(l)+ H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。

①曲线I、II、III对应的水碳比最大的是                     。

②测得B点氨的转化率为40%,则x1                    。

 

【答案】

(13分)

(1)    (2分)

(2)①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ/mol

②增大

(3)N2+8H++6e-=2NH4+    (2分)   NH4Cl    (2分)

(4)Ⅲ  (1分);  3   (2分)

【解析】

试题分析:(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

(2)①根据反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能,计算合成氨的△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-3×391×2kJ/mol=-92kJ/mol,所以合成氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H=-92kJ/mol;

②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;

(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+;生成的铵根离子与氯化氢结合生成氯化铵,所以A是NH4Cl;

(4)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,是Ⅲ曲线;B点二氧化碳的转化率是60%,氨气的转化率是40%,设NH3、CO2的起始物质的量分别为n1、n2,则n1×40%/2= n2×60%,解得n1/n2= x1=3。

考点:考查电子式、热化学方程式、电极反应式的书写,平衡移动的判断,化学平衡常数的判断,对图像的分析能力

 

练习册系列答案
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(2012?石家庄二模)氨是重要的化工产品之一,研究合成氨反应具有重要意义.σ

(1)已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:N≡N 946.0kJ?mol-1、H-H 436kJ?mol-1、N-H 390.8kJ?mol-1,写出以N2(g)和H2(g)为原料合成NH3(g)的热化学方程式
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-90.8 kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-90.8 kJ?mol-1

(2)某小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,实验结果如图1所示:
①t1时刻改变的条件为
升高温度
升高温度
.
②t2时刻,恒压充入氦气,t3时刻达到平衡.在图中画出t2时刻后的速率变化图象.
(3)相同温度下,A、B、C三个密闭容器,A、B恒容,C带有可自由移动的活塞K,各向其中充入如图2所示反应物,初始时控制活塞K,使三者体积相等,一段时间后均达到平衡.
①达到平衡时,A、C两个容器中NH3的浓度分别为c1、c2,则c1
<
<
c2(填“>”、“<”或“=”).
②达到平衡时,若A、B两容器中反应物的转化率分别为α(A)、α(B),则 α(A)+α(B)
<
<
1(填“>”、“<”或“=”).
③达到平衡时,若容器C的体积是起始时的
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,则平衡时容器C中H2的体积分数为
50%
50%

(4)直接供氨式碱性燃料电池(DAFC),以KOH溶液为电解质溶液,其电池反应为 4NH3+3O2═2N2+6H2O,则负极的电极反应式为
2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O
.

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