Question

氨氣是中學(xué)化學(xué)中常見的氣體，其用途廣泛．
（1）實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式是

 

．
（2）工業(yè)上氨氣可以由氫氣和氮氣合成．

①該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．
②簡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，混合物中NH₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強的變化曲線．

①曲線a對應(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點平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K（M）=K（Q）＞K（N）
③M點對應(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3mol，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時，溶液中的溶質(zhì)為

 

．
②（NH₄）₂SO₃顯堿性，用化學(xué)平衡原理解釋

 

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

 

（填字母）．
a．c（NH₄⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（NH₄⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+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過濾器除去的氣體是

 

．
③氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池的電極總反應(yīng)是

 

，正極的電極反應(yīng)方是

 

．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素,離子濃度大小的比較,氨的實驗室制法

專題：基本概念與基本理論,氮族元素

分析：（1）實驗室用硫化銨和氫氧化鈣固體加熱制取氨氣；
（2）①先求出△H，△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和即可寫出熱化學(xué)方程式；
②利用氨氣和HCl反應(yīng)產(chǎn)生白煙，或者顯堿性檢查；
（3）①合成氨反應(yīng)放熱，溫度越低氨氣的百分含量越高；
②A、減小生成物濃度平衡正向移動；B、催化劑不影響平衡移動；C、K只受溫度影響，該反應(yīng)溫度升高時K值減��；
③利用α（H₂）=

n(反應(yīng)的)

n(加入的)

求算；
（4）①氨的物質(zhì)的量為3mol，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時．N原子3mol，S原子2mol，據(jù)原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子個數(shù)比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子個數(shù)比N：S=1：1，據(jù)此分析；
②利用鹽的水解理論解釋；
③利用電荷守恒原理解答；
（5）①氨氣是堿性氣體；②空氣中的CO₂能和氨水反應(yīng)；③生成的無毒氣體時N₂，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；正極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極反應(yīng)，注意時堿性環(huán)境．

解答： 解：（1）實驗室用硫化銨和氫氧化鈣固體加熱制取氨氣，反應(yīng)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△  .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）①△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和=945KJ/mol+3×436KJ/mol-6×391.06KJ/mol=-93.36 kJ/mol，所以，其熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）△H=-93.36 kJ/mol，故答案為：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）△H=-93.36 kJ/mol；
②氨氣和HCl反應(yīng)產(chǎn)生白煙，并且顯堿性，所以，檢查氨氣是否泄露可采用的化學(xué)方法有：將濕潤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，如果有白煙生成說明管道泄露，
故答案為：將濕潤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，如果有白煙生成說明管道泄露；
（3）①合成氨反應(yīng)放熱，溫度越低氨氣的百分含量越高，所以，曲線a對應(yīng)的溫度是200℃，故答案為：200℃；
②A、減小生成物濃度平衡正向移動，及時分離出NH₃可以提高H₂的平衡轉(zhuǎn)化率，故A正確；
B、催化劑不影響平衡移動，加催化劑能加快反應(yīng)速率但不能提高H₂的平衡轉(zhuǎn)化率，故B錯誤；
C、K只受溫度影響，該反應(yīng)溫度升高時K值減小，b是400℃，c是600℃，上圖中M、N、Q點平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K（M）=K（Q）＞K（N），故C正確；
故選：AC；
③N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）
反應(yīng)前（mol）  1       3                 0
反應(yīng)了（mol）  x       3x               2x
平衡時（mol） 1-x     3-3x              2x
據(jù)題意M點時：

2x

1-x+3-3x+2x

×100%=60%
              x=

3

4

，
則氫氣的轉(zhuǎn)化率為：

3× 3 4

3

×100%=75%，故答案為：75%；
（4））①氨的物質(zhì)的量為3mol，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時．N原子3mol，S原子2mol，據(jù)原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子個數(shù)比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子個數(shù)比N：S=1：1，所以，生成物有（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃，故答案為：（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃；
②（NH₄）₂SO₃溶液中，銨根和亞硫酸根都會水解，（NH₄）₂SO₃顯堿性說明，NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺SO₃^2-+H₂O HSO₃^-+OH^-，SO₃^2-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，
故答案為：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺SO₃^2-+H₂O HSO₃^-+OH^-，SO₃^2-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；
③據(jù)電荷守恒有：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），溶液顯中性，則，c（H⁺）=c（OH^-），故a正確，b正確，c錯誤，故選：ab；
（5）①氨氣是堿性氣體，所以電解液最好選擇堿性的，故答案為：堿性；
②空氣中的CO₂能和氨水反應(yīng)，所以，濾去的氣體是CO₂，故答案為：CO₂；
③生成的無毒氣體時N₂，據(jù)此書寫化學(xué)方程式為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，故答案為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O；
正極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極反應(yīng)，注意時堿性環(huán)境，所以，正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

點評：本題考查了電化學(xué)、熱化學(xué)、化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液以及氣體的制取等等，考查范圍廣，問題跨度大，難度一般，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中抓住基礎(chǔ)．