Question

氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥，是一种用途广泛的化工原料．
（1）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）
③M点对应的H₂转化率是

 

．
（2）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3mol，吸收标准状况下44.8L SO₂时，溶液中的溶质为

 

．
②NH₄HSO₃溶液显酸性．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^-）
（3）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，该电池正极的电极反应方是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）①合成氨反应放热，温度越低氨气的百分含量越高；
②A、减小生成物浓度平衡正向移动；B、催化剂不影响平衡移动；C、K只受温度影响，该反应温度升高时K值减小；
③利用α（H₂）=

n(转化)

n(起始)

求算；
（2）①氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO₂时．N原子3mol，S原子2mol，据原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子个数比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子个数比N：S=1：1，据此分析；
②利用电荷守恒原理解答；
（3）①氨气是碱性气体；②空气中的CO₂能和氨水反应；③正极发生氧化反应，氧气在正极反应，注意时碱性环境．

解答： 解：（1）①合成氨反应放热，温度越低氨气的百分含量越高，所以，曲线a对应的温度是200℃，故答案为：200℃；
②A、减小生成物浓度平衡正向移动，及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率，故A正确；
B、催化剂不影响平衡移动，加催化剂能加快反应速率但不能提高H₂的平衡转化率，故B错误；
C、K只受温度影响，该反应温度升高时K值减小，b是400℃，c是600℃，上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N），故C正确；
故选：AC；
③3N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）
反应前（mol）  1       3                 0
反应了（mol）  x       3x               2x
平衡时（mol） 1-x     3-3x              2x
据题意M点时：

2x

1-x+3-3x+2x

=60%
              x=

3

4

，
则氢气的转化率为：

3× 3 4

3

×100%=75%，故答案为：75%；
（2）①氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO₂时．N原子3mol，S原子2mol，据原子守恒，在（NH₄）₂SO₃中，其原子个数比N：S=2：1，在中，NH₄HSO₃，其原子个数比N：S=1：1，所以，生成物有（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃，故答案为：（NH₄）₂SO₃和NH₄HSO₃；
②据电荷守恒有：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），溶液显中性，则，c（H⁺）=c（OH^-），故a正确，b正确，c错误，故选：ab；
（3）①氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性的，故答案为：碱性；
②空气中的CO₂能和氨水反应，所以，滤去的气体是CO₂，故答案为：CO₂；
③正极发生氧化反应，氧气在正极反应，注意时碱性环境，所以，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

点评：本题考查了电化学、热化学、化学平衡、电解质溶液以及气体的制取等等，考查范围广，问题跨度大，难度一般，需要学生在学习过程中抓住基础．