Question

氨氣是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的氣體，其用途廣泛。

（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式是 。

（2）工業(yè)上氨氣可以由氫氣和氮?dú)夂铣伞?

①該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。

②簡(jiǎn)述一種檢查氨氣是否泄露可采用的化學(xué)方法： 。

（3）下表是當(dāng)反應(yīng)器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線(xiàn)。

①曲線(xiàn)a對(duì)應(yīng)的溫度是 。

②關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng)，下列敘述正確的是 (填字母)。

A. 及時(shí)分離出NH3可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率

B. 加催化劑能加快反應(yīng)速率且提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率

C. 上圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)= K(Q) >K(N)

③ M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2轉(zhuǎn)化率是 。

（4）工業(yè)制硫酸的尾氣中含較多的SO2，為防止污染空氣，回收利用SO2，工業(yè)上常用

氨水吸收法處理尾氣。

① 當(dāng)氨水中所含氨的物質(zhì)的量為3 mol ，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8 L SO2時(shí)，溶液中的溶

質(zhì)為 。

② (NH4)2SO3顯堿性，用化學(xué)平衡原理解釋 。

③ NH4HSO3顯酸性。用氨水吸收SO2，當(dāng)吸收液顯中性時(shí)，溶液中離子濃度關(guān)系正確

的是 (填字母)。

a．c(NH4＋) = 2c(SO32－) ＋ c(HSO3－)

b．c(NH4＋)> c(SO32-)> c(H+)= c(OH-)

c．c(NH4＋)+ c(H+)= c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

（5）氨氣是一種富氫燃料，可以直接用于燃料電池，下圖是供氨水式燃料電池工作原理：

①氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇 (填“酸性”、“堿性”或“中性”)溶液。

②空氣在進(jìn)入電池裝置前需要通過(guò)過(guò)濾器除去的氣體是 。

③氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見(jiàn)的無(wú)毒氣體和水，該電池的電極總反應(yīng)是 ，正極的電極反應(yīng)方是 。

 

Answer 1

（1）2NH4Cl +Ca(OH)2△2NH3↑+CaCl2 +2H2O (1分)

（2）①N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) H= －93.36 kJ/mol (1分)

②將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙接近容器，觀察試紙是否變藍(lán)，如果變藍(lán)說(shuō)明有氨氣泄露。(或蘸取濃鹽酸接近容器，觀察是否有白煙生成，如果有白煙生成說(shuō)明管道泄露。) (1分)

（3）① 200℃(1分) ② AC(1分) ③ 75%(1分)

（4）① (NH4)2SO3和NH4HSO3(1分)

② NH4+ + H2ONH3·H2O + H+ SO32－+H2O HSO3－+ OH－, SO32－水解程度大于NH4+ 的水解程度使溶液中c(OH-) > c(H+)，溶液呈堿性。(1分)

③ a b(2分)

（5）①堿性(1分 ②CO2(1分) ③ 4NH3+ 3O2 = 2N2 + 6H2O (1分)

3O2 + 12e－+ 6H2O = 12OH－(1分)或 O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－

【解析】

試題分析：（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式是2NH4Cl +Ca(OH)2△2NH3↑+CaCl2 +2H2O。

（2）①該反應(yīng)的△H=945 kJ/mol+3×(436 kJ/mol)-6×(－391.06 kJ/mol)= －93.36 kJ/mol。

②檢查氨氣是否泄露有：將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙接近容器，觀察試紙是否變藍(lán)，如果變藍(lán)說(shuō)明有氨氣泄露。(或蘸取濃鹽酸接近容器，觀察是否有白煙生成，如果有白煙生成說(shuō)明管道泄露。

（3）①曲線(xiàn)a的NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大，而合成氨為放熱反應(yīng)，故對(duì)應(yīng)的溫度最低，是200℃。

考點(diǎn)：官能團(tuán)為酯鍵的芳香化合物的性質(zhì)。

②A.及時(shí)分離出NH3可以使平衡正向移動(dòng)，可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率；

B. 加催化劑能加快反應(yīng)速率，但不能破壞破壞，不能提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率；

C.合成氨為體積縮小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越高平衡常數(shù)K越大，故K(M)= K(Q) >K(N)。

③N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)

1 3 0

變化:1x 3x 2x

M點(diǎn)對(duì)應(yīng) =60%，H2轉(zhuǎn)化率75%。

（4）① 當(dāng)氨水中所含氨的物質(zhì)的量為3 mol ，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8 L即2molSO2時(shí)，溶液中的溶

質(zhì)含NH與S的個(gè)數(shù)比為3:2，故是1:1的(NH4)2SO3和NH4HSO3。

② (NH4)2SO3顯堿性，是SO水解的緣故。

③ NH4HSO3顯酸性。用氨水吸收SO2，當(dāng)吸收液顯中性時(shí)，

a．因?yàn)閏(NH4＋)+ c(H＋)= 2c(SO32－) ＋ c(HSO3－)+ c(OH－)，中性得出c(NH4＋) = 2c(SO32－)＋ c(HSO3－)；

b．NH為鹽直接電離的離子，SO是HSO電離的離子，即c(NH4＋)> c(SO32-)；

c．由電荷守恒：c(NH4＋)+ c(H+)=2 c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

（5）③氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見(jiàn)的無(wú)毒氣體是N2和水，即4NH3+ 3O2 = 2N2 + 6H2O，正極的電極反應(yīng)方是O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－