Question

分氨气是中学化学中常见的气体，其用途广泛。
（1）实验室制取氨气的化学方程式是                                      。
（2）工业上氨气可以由氢气和氮气合成。 

①该反应的热化学方程式是                                             。
②简述一种检查氨气是否泄露可采用的化学方法：                         。
（3）下表是当反应器中按n(N₂):n(H₂)=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是       。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是       (填字母)。
A. 及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率
B. 加催化剂能加快反应速率且提高H₂的平衡转化率
C. 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③ M点对应的H₂转化率是              。
（4）工业制硫酸的尾气中含较多的SO₂，为防止污染空气，回收利用SO₂，工业上常用
氨水吸收法处理尾气。
① 当氨水中所含氨的物质的量为3 mol ，吸收标准状况下44.8 L SO₂时，溶液中的溶
质为                                 。
② (NH₄)₂SO₃显碱性，用化学平衡原理解释                                    。
③ NH₄HSO₃显酸性。用氨水吸收SO₂，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确
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）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择      (填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是                。
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是                         ，正极的电极反应方是                          。

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将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露。(或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露。) (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⁺   SO₃^2－+H₂OHSO₃^－+ OH^－,SO₃^2－水解程度大于NH₄⁺的水解程度使溶液中c(OH^-) > c(H⁺)，溶液呈碱性。(1分)
③ a  b(2分)
（5）①碱性(1分  ②CO₂(1分) ③ 4NH₃+ 3O₂= 2N₂ + 6H₂O (1分) 
3O₂ + 12e^－+ 6H₂O = 12OH^－(1分)或  O₂ + 4e^－+ 2H₂O = 4OH^－

试题分析：（1）实验室制取氨气的化学方程式是2NH₄Cl +Ca(OH)₂△2NH₃↑+CaCl₂ +2H₂O。
（2）①该反应的△H="945" kJ/mol+3×(436 kJ/mol)-6×(－391.06 kJ/mol)=－93.36 kJ/mol。
②检查氨气是否泄露有：将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露。(或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露。
（3）①曲线a的NH₃的物质的量分数最大，而合成氨为放热反应，故对应的温度最低，是200℃。
②A.及时分离出NH₃可以使平衡正向移动，可以提高H₂的平衡转化率；
B. 加催化剂能加快反应速率，但不能破坏破坏，不能提高H₂的平衡转化率；
C.合成氨为体积缩小的反应，压强越高平衡常数K越大，故K(M)=" K(Q)" >K(N)。
③N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)
1    3            0
变化:1x  3x            2x
M点对应 =60%，H₂转化率75%。
（4）① 当氨水中所含氨的物质的量为3 mol ，吸收标准状况下44.8 L即2molSO₂时，溶液中的溶
质含NH与S的个数比为3:2，故是1:1的(NH₄)₂SO₃和NH₄HSO₃。
② (NH₄)₂SO₃显碱性，是SO水解的缘故。
③ NH₄HSO₃显酸性。用氨水吸收SO₂，当吸收液显中性时，
a．因为c(NH₄^＋)+ c(H^＋)= 2c(SO₃^2－) ＋ c(HSO₃^－)+ c(OH^－)，中性得出c(NH₄^＋) = 2c(SO₃^2－)＋ c(HSO₃^－)；
b．NH为盐直接电离的离子，SO是HSO电离的离子，即c(NH₄^＋)> c(SO₃^2-)；
c．由电荷守恒：c(NH₄^＋)+ c(H⁺)="2" c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)+c(OH^-)
（5）③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体是N₂和水，即4NH₃+ 3O₂= 2N₂ + 6H₂O，正极的电极反应方是O₂ + 4e^－+ 2H₂O = 4OH^－