8．氨氣在生產(chǎn)、生活和科研中應用十分廣泛．
（1）①SNCR-SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)（除去煙氣中的NOx），SNCR-SCR流程中發(fā)生的主要反應有：
4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJ•mol-1；
6NO（g）+4NH3（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H=-1807.0kJ•mol-1；
6NO2（g）+8NH3（g）?7N2（g）+12H2O（g）△H=-2659.9kJ•mol-1；
反應N2（g）+O2（g）?2NO（g）的△H=+179.8 kJ•mol-1
②液氨可以發(fā)生電離：2NH3（l）?NH2-+NH4+，COCl2和液氨發(fā)生“復分解”反應生成尿素，寫出該反應的化學方程式COCl2+4NH3=CO（NH2）2+2NH4Cl；
（2）氨氣易液化，便于儲運①若在恒溫恒容的容器內(nèi)進行反應2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）；△H=+94.4kJ/mol，下列表示該反應達到平衡狀態(tài)的標志有BC（填字母序號）
A．容器中混合氣體的密度保持不變
B．NH3（g）百分含量保持不變
C．容器中混合氣體的壓強保持不變
D．有3個H-H鍵生成同時又1個N≡N鍵生成
②其他條件相同時，該反應在不同催化劑作用下反應，相同時間后，氨氣的轉(zhuǎn)化率隨反應溫度的變化如圖1所示．在600℃時催化效果最好的是Ru（填催化劑的化學式）．c點氨氣的轉(zhuǎn)化率高于b點，原因是b、c點均未達到平衡，c點溫度較高，反應速率較快，氨氣的轉(zhuǎn)化率較高，且Ru比Fe的催化能力更強．

（3）如圖2表示使用新型電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液組成的既能提供能量又能實現(xiàn)氮固定的新型電池．請寫出該電池的正極反應式N2+8H++6e-═2NH4+；生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學式為NH4Cl．

分析 （1）①依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算所需熱化學方程式，
①4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJ•mol-1；
②6NO（g）+4NH3（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H=-1807.0kJ•mol-1；
③6NO2（g）+8NH3（g）?7N2（g）+12H2O（g）△H=-2659.9kJ•mol-1；
依據(jù)蓋斯定律①-②得到；
②根據(jù)液氨的電離方程式，結(jié)合尿素的化學式為CO（NH2）2來分析；
（2）①當化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、含量不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題；
②根據(jù)圖可知，在600℃時催化效果最好的是Ru，b、c點均未達到平衡，c點溫度較高，反應速率較快；
（3）原電池正極發(fā)生還原反應，依據(jù)裝置圖分析判斷分離出氯化銨．

解答 解：（1）①4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJ•mol-1；
②6NO（g）+4NH3（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H=-1807.0kJ•mol-1；
③6NO2（g）+8NH3（g）?7N2（g）+12H2O（g）△H=-2659.9kJ•mol-1；
依據(jù)蓋斯定律①-②得到N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=+179.8kJ•mol-1；
故答案為：+179.8；
②由于液氨的電離方程式為2NH3（l）?NH2-+NH4+，COCl2和液氨發(fā)生“復分解”反應生成尿素，而尿素的化學式為CO（NH2）2，可知該反應的化學方程式為COCl2+4NH3=CO（NH2）2+2NH4Cl，
故答案為：COCl2+4NH3=CO（NH2）2+2NH4Cl；
（2）①A．混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度始終不變，故A錯誤；
B．NH3（g）百分含量保持不變，說明到達平衡，故B正確；
C．該反應隨反應進行，氣體的總的物質(zhì)的量進行，壓強降低，故混合氣體的壓強不再發(fā)生變化，說明到達平衡，故C正確；
D．有3個H-H鍵生成同時又1個N≡N鍵生成，都表示逆反應速率，不能說明到達平衡，故D錯誤；
故答案為：BC；
②根據(jù)圖可知，在600℃時催化效果最好的是Ru，b、c點均未達到平衡，c點溫度較高，反應速率較快，氨氣的轉(zhuǎn)化率較高，
故答案為：Ru；b、c點均未達到平衡，c點溫度較高，反應速率較快，氨氣的轉(zhuǎn)化率較高，且Ru比Fe的催化能力更強．
（3）以N2、H2為原料，以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液構(gòu)成新型燃料電池，正極發(fā)生還原反應，即氮氣被還原生成NH4+，電極反應式為N2+6e-+8H+=2NH4+；負極是氫氣失電子生成氫離子，正極生成銨根離子在電解質(zhì)溶液中可以分離出氯化銨；
故答案為：N2+8H++6e-═2NH4+；NH4Cl．

點評 本題考查化學平衡狀態(tài)判斷、化學平衡有關(guān)計算、反應自發(fā)性判斷、化學反應速率及化學平衡影響因素、影響化學平衡的因素、化學平衡圖象等，難度中等．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

9．設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是（　�。�
A．標準狀況下，2.24L SO3中含有的SO3分子數(shù)為0.1NA
B．5.6 g Fe與標準狀況下2.24L的Cl2充分反應，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA
C．將含3NA個離子的Na2O2固體溶于水配成1L溶液，所得溶液中Na+的濃度為2mol/L
D．1molMnO2與4mol濃鹽酸充分反應后生成的Cl2分子數(shù)為NA

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

19．氮的固定是幾百年來科學家一直研究的課題．
（1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值．
反應大氣固氮
N2（g）+O2（g）?2NO（g）		工業(yè)固氮
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
溫度/℃27200025400450
K3.84×10-310.15×1080.5070.152
①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應屬于吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應．
②從平衡視角考慮，工業(yè)固氮應該選擇常溫條件，但實際工業(yè)生產(chǎn)卻選擇500℃左右的高溫，解釋其原因K值小，正向進行的程度�。ɑ蜣D(zhuǎn)化率低），不適合大規(guī)模生產(chǎn)．
（2）工業(yè)固氮反應中，在其他條件相同時，分別測定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強（р1、р2）下隨溫度變化的曲線，如圖所示的圖示中，正確的是A（填“A”或“B”）；比較р1、р2的大小關(guān)系р2＞р1（填“＞”、“＜”或“=”）．

（3）20世紀末，科學家采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實現(xiàn)高溫常壓下的電化學合成氨，提高了反應物的轉(zhuǎn)化率，其實驗簡圖如C所示，陰極的電極反應式是N2+6e-+6H+=2NH3．
（4）近年，又有科學家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路，反應原理為：2N2（g）+6H2O（1）?4NH3（g）+3O2（g），則其反應熱△H=+1530 kJ•mol-1．
（已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1）

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

16．碳是形成物種最多的元素之一，許多含碳物質(zhì)對人類極其重要．
（1）工業(yè)上利用甲烷和氧氣直接氧化制取甲醇的反應如下：
CH4+$\frac{1}{2}$O2（g）?CH3OH（g）△H=-128.5kJ/mol
副反應有：CH4（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）?CO（g）+2H2O（g）△H=a kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）?CO2（g）+2H2O（g）△H=b kJ/mol
CH4（g）+O2（g）?HCHO（g）+H2O（g）△H=c kJ/mol
甲醇與氧氣反應生成HCHO（g）和水蒸汽的熱化學方程式為CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）→HCHO（g）+H2O（g）△H=（c+128.5）KJ•L-1．
（2）苯乙烷（C8H10）生產(chǎn)苯乙烯（C8H8）的反應：C8H10（g）?C8H8（g）+H2（g）△H＞0．T1℃下，將0.40mol苯乙烷充入2L密閉容器中反應，不同時間容器內(nèi)n（C8H10）如表：
時間/min0102030
n（C8H10）/mol0.400.300.26n2
①當反應進行到30min時恰好到達平衡，則n2取值的最小范圍是0.22＜n＜0.26；
②改變溫度為T2℃，其他條件不變，測得平衡時容器內(nèi)氣體壓強為反應前的1.4倍，則此時苯乙烷的轉(zhuǎn)化率為40%．
（3）用惰性電極電解葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]和硫酸鈉混合溶，可以制得葡萄糖酸[CH2OH（CHOH）4COOH]和己六醇[CH2OH（CHOH）4CH2OH]．電解過程中，葡萄糖酸在陽極生成，對應的電極反應式CH2OH（CHOH）4CHO+H2O-2e-═CH2OH（CHOH）4COOH+2H+．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

3．已知2-丁烯有順、反兩種異構(gòu)體，在某條件下兩種氣體處于平衡，下列說法正確的是（　�。�
A．順-2-丁烯比反-2-丁烯穩(wěn)定
B．順-2-丁烯的燃燒熱比反-2-丁烯大
C．加壓和降溫有利于平衡向生成順-2-丁烯反應方向移動
D．它們與氫氣加成反應后的產(chǎn)物具有不同的沸點

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

13．在一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入1mol A，發(fā)生A（g）?B（g）+C（g）反應．反應過程中c（C） 隨時間變化的曲線如圖所示，下列說法不正確的是（　　）
A．反應在0～50s的平均速率v（C）=1.6×10-3mol/（L•s）
B．該溫度下，反應的平衡常數(shù)K=0.025
C．保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c（B）=0.11mol/L，則該反應的△H＜0
D．反應達平衡后，再向容器中充入 1 mol A，該溫度下再達到平衡時0.1mol/L＜c（C）＜0.2mol/L

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

20．碳元素是形成物種最多的元素之一，其中許多物質(zhì)對人類來說有著極其重要的作用．
（1）石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，它是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，同時也是世界上導電性最好的材料（結(jié)構(gòu)見圖1）．
試預測它與下列物質(zhì)可能反應的是ABC．
A．氧氣     B．單質(zhì)氟     C．濃硝酸    D．氫氧化鈉溶液
（2）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=a kJ•mol-1；
②CH3OH（g）=CO（g）+2H2（g）△H=bkJ•mol-1；
CH4（g）與H2O（g）反應生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學方程式為CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=（a-b）kJ/mol．
（3）檸檬酸（H3Cit）是重要的三元有機酸，它的三種銨鹽均易溶于水，它們可通過H3Cit與氨水反應獲得，含碳各物種的分布分數(shù)（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù)）與pH 的關(guān)系見圖2．
①為制取NH4H2Cit，pH應控制在大約4 或3.8～4.2；
②檸檬酸和一定量氨水反應所得溶液的pH約為6.7時，該反應的離子方程式為2H3Cit+5NH3•H2O=HCit2-+Cit3-+5NH4++5H2O或“2H3Cit+5NH3=HCit2-+Cit3-+5NH4+”．
（4）另一含碳化合物，其分子式為C3H6S2O，它是一種重要醫(yī)藥中間體，它的核磁共振氫譜見圖3．則它的結(jié)構(gòu)簡式為．
（5）某科研組設(shè)計見圖4裝置，利用電解乙醇和氫氧化鈉制取乙醇鈉（陽離子交換膜只允許Na+通過）．電解時陽極產(chǎn)成的氣體是O2，陰極發(fā)生的電極反應式為2CH3CH2OH+2e-=2CH3CH2O-+H2↑．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

17．乙醇可用來制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯等化工原料，也是制取染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料．
（1）已知常溫常壓下：
①CH3CH2OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）△H1=-1366.8kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566kJ•mol-1
③H2O（g）═H2O（l）△H3=-44kJ•mol-1
則CH3CH2OH（l）和O2生成CO和H2O（l）的熱化學方程式為CH3CH2OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+3H2O（l）△H=-932.8 kJ•mol-1．
（2）在容積為2L的密閉容器中，由CO和H2合成由乙醇的反應為2CO（g）+4H2（g）?CH3CH2OH（g）+H2O（g），在其他條件不變的情況下，CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示（注：T1、T2均大于280℃）：
①根據(jù)如圖可推知T2＞T1（填“＞”、“＜”或“=”）．
②該反應△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高溫度，上述反應向逆（填“正”或“逆”）反應方向移動．
③該反應的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$，降低溫度平衡常數(shù)將變大（填“變大”、“變小”或“不變”，下同），反應速率將變小．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

18．下列說法正確的是（　�。�
A．二氧化碳通過Na2O2粉末后固體物質(zhì)質(zhì)量增加
B．在NaClO溶液中，H+、NH4+、SO42-、Br-可以大量共存
C．Na2S溶液在空氣中長期放置變渾濁的離子方程式為2S2-+O2+4H+=2S↓+2H2O
D．NH4HCO3溶液中滴加足量NaOH溶液的離子方程式為HCO3-+OH-=CO32-+H2O

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