工業(yè)上合成氨的原料之一——氫氣，有一種來源是取自石油氣，例如烷烴。根據(jù)以上敘述，回答下列問題：

（1）有人設(shè)計了以下反應(yīng)途徑，假設(shè)反應(yīng)都能進行，你認為最合理的是（  ）

A.

B.

C.

D.；

（2）按以上最合理的反應(yīng)途徑，理論上用1mol丙烷可制得氨（  ）。

A．4mol          B．6.7mol         C．10 mol          D．2.7mol

（3）該合理的反應(yīng)途徑最顯著的優(yōu)點是（  ）。

A．簡單易行                        B．制得的H2純度高

C．制取H2的產(chǎn)量高                 D．可同時獲得大量熱能

 

【答案】

（1）C （2）B （3）C

【解析】

試題分析：（1）A、B、D不合理，主要在于其需要提供的外加能量高，經(jīng)濟上不劃算。

（2）以上最合理的方案是 ，合成氨的反應(yīng)為：

3H2+N22NH3，由此兩道方程式可得出關(guān)系式：C3H8—10H2— NH3，因此，1mol丙烷可制得氨大約6.7mol。

考點：本題主要考查利用化學(xué)方程式的計算。

點評：本題是對化學(xué)方程式計算的考查。解題中應(yīng)注意上下單位應(yīng)一致，同時，對于多步反應(yīng)的計算，可由中間產(chǎn)物找出起始反應(yīng)物與最終生成物之間的關(guān)系式，從而化簡計算，減少計算量。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

合成氨對化學(xué)工業(yè)和國防工業(yè)具有重要意義．
（1）向合成塔中按1：4的物質(zhì)的量之比充入N2、H2進行氨的合成，圖A為T0C時平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與壓強（P）的關(guān)系圖．

①寫出工業(yè)上合成氨的化學(xué)方程式
N2+3H2
催化劑
.
高溫高壓
2NH3
N2+3H2
催化劑
.
高溫高壓
2NH3
．
②圖A中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為15.00%時，H2的轉(zhuǎn)化率=
24.45%
24.45%
．
③圖B中T=500°C，溫度為4500C對應(yīng)的曲線是
b
b
（選填字母“a“或“b”），選擇的理由是
合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，其他條件不變，降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動
合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，其他條件不變，降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動

④由圖象知，增大壓強可提高原料的利用率，從生產(chǎn)實際考慮增大壓強需解決的問題是
研制耐壓設(shè)備（或增大壓強的動力、材料的強度等其他合理答案）
研制耐壓設(shè)備（或增大壓強的動力、材料的強度等其他合理答案）
（寫出一條即可）．
（2）合成氨所需的氫氣可由甲烷與水反應(yīng)制得，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CH4（g）+H2OCO（g）+3H2（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定溫度下，在2L容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如下表
時間/min CH4（mol） H20（ mol） CO （mol） H2 （mol）
0 0.40 1.00 0 0
5 X1 X2 X3 0.60
7 Y1 Y2 0.20 Y3
10 0.21 0.81 0.19 0.62
①分析表中數(shù)據(jù)，判斷5?7min之間反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)
是
是
（填“是”或“否”），
前5min平均反應(yīng)速率v（CH4）=
0.02mol?min-1
0.02mol?min-1
．
②反應(yīng)在7～10min之間，CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是
d
d
（填字母）．
a?減少CH4      b?降低溫度c?增大壓強d?充入H2
③若保持溫度不變，向1L容器中起始充入0.15mol CH4.0.45mol H2O．
0.05
0.05
mol CO、
0.15
0.15
mol H2，達到平衡時CH4的體積百分含量與第一次投料相同．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起到十分關(guān)鍵的作用．氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料．
Ⅰ（1）在298K、101kPa時，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量．則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
．
氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進行下圖飽和食鹽水電解實驗（圖中所用電極均為惰性電極）．分析該裝置、回答下列問題：
（2）氫氧燃料電池中，a電極為電池的是
負極
負極
（填“正極”或“負極”），氣體M的分子式
H2
H2
，a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：
H2+OH--2e-=2H2O
H2+OH--2e-=2H2O
．
（3）若右上圖裝置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，電解一段時間后須加入10.0mol/L鹽酸溶液50mL（密度為1.02g/mL）才能使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)．則在此電解過程中導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
4.14
4.14
mol．（保留小數(shù)點后2位）
Ⅱ氫氣是合成氨的重要原料．工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：
N2（g）+3H2（g）?2NH3 （g）△H=-92.2kJ?mol-1
（4）下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達到平衡的是
③④
③④
．
①N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變；
②單位時間內(nèi)生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2；
③單位時間內(nèi)生成3n mol N-H鍵的同時生成n mol N≡N；
④用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1：3：2；
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變；
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變．
（5）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中反應(yīng)，測得如下數(shù)據(jù)：
物質(zhì)的量/（mol）/時間（h） 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①反應(yīng)進行到2小時時放出的熱量為
27.7
27.7
kJ．
②0～1小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率
0.05
0.05
mol?L-1?h-1．
③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K═
0.15
0.15
（保留兩位小數(shù)）．
④反應(yīng)達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2 和NH3各1mol，化學(xué)平衡向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動”．）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料．
I．氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖實驗（圖中所用電極均為惰性電極）：
（1）對于氫氧燃料電池中，下列表達不正確的是
CD
CD

A．a(chǎn)電極是負極，OH-移向負極
B．b電極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．電池總反應(yīng)式為：2H2+O2
 點燃 
.
 
2H2O
D．電解質(zhì)溶液的pH保持不變
E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
（2）上圖裝置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時，則此時上圖裝置中溶液的pH=
1
1
  （溶液體積變化忽略不計）
II氫氣是合成氨的重要原料．工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.20kJ?mol-1．
（1）下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已達到平衡的是
②③
②③
（填序號）
①單位時間內(nèi)生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2
②單位時間內(nèi)生成n mol N-H的同時生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1：3：2
④N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變
（2）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2L的密閉容器中進行，測得如下數(shù)據(jù)：

時間（h）
物質(zhì)的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0 0.20 N2 1.00 1.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①反應(yīng)進行到2小時時放出的熱量為
27.66kJ
27.66kJ

②此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
4
27
4
27
（保留兩位小數(shù)）
③反應(yīng)達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化學(xué)平衡將向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
  方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”、“不移動”）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

氫氣是合成氨的重要原料．工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：N2（g）+3H2（g） 
   催化劑   
.
高溫高壓
 2NH3（g）；△H=-92.2kJ?mol-1
（1）下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達到平衡的是
③④
③④
．
①N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變
②單位時間內(nèi)生成2n molNH3的同時生成3n molH2O
③單位時間內(nèi)生成3n molN-H鍵的同時生成n mol N≡N
④用N2、H2O、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速度之比為1：3：2
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變
（2）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中進行，測得如下數(shù)據(jù)：
            時間（h）
物質(zhì)的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①0～1小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速度率為
0.0500
0.0500
mol?L-1?h-1
②此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
0.15
0.15
保留兩位小數(shù)）．
③反應(yīng)達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2O、NH3各1mol，化學(xué)平衡向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動”）．

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年寧波市八校高二下學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試題 題型：實驗題

（18分）化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起到十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。

Ⅰ （1）在298K、101kPa時，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量。則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：                                           。

氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景�，F(xiàn)用氫氧燃料電池進行下圖飽和食鹽水電解實驗（圖中所用電極均為惰性電極）。分析該裝置、回答下列問題：

（2）氫氧燃料電池中，a電極為電池的是       （填“正極”或“負極”），氣體M的分子式         ，a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：                             。

（3）若右上圖裝置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，電解一段時間后須加入10.0mol/L鹽酸溶液50mL(密度為1.02g/mL)才能使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)。則在此電解過程中導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為         mol。（保留小數(shù)點后2位）

Ⅱ 氫氣是合成氨的重要原料。工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：

N2（g）＋3H2(g)2NH3 (g) ΔH＝－92.2kJ·mol－1

 (4)下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達到平衡的是         。

  ① N2、H2 、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變；

② 單位時間內(nèi)生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2；

③ 單位時間內(nèi)生成3n mol N—H鍵的同時生成n mol N≡N；

④ 用N2、H2 、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1：3：2；

⑤ 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變；

⑥ 混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變。

 （5）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中反應(yīng)，測得如下數(shù)據(jù)：

 

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：

①反應(yīng)進行到2小時時放出的熱量為       kJ。

②0~1小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率        mol·L-1·h-1。

③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==             （保留兩位小數(shù)）。

④反應(yīng)達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2 和NH3各1 mol，化學(xué)平衡向    方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動”。）

 

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