Question

【題目】NH3是一種重要的化工原料。

（1）不同溫度、壓強(qiáng)下.合破氦平衡休系NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖(N2和H2的起始物質(zhì)的量之比為1:3)。

①分析圖中數(shù)據(jù)，升商溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值____(填“增大”“城小”或“不變”)。

②下列關(guān)于合成氨的說(shuō)法正確是_____(填序號(hào))。

A.工業(yè)上合成氨，為了提高氨的含量壓強(qiáng)越大越好

B.使用催化劑可以提高氨氣的產(chǎn)率

C.合成氨反應(yīng)△H<0、△S<0，該反應(yīng)高溫條件下一定能自發(fā)進(jìn)行

D.減小n(N2):n(H2)的比值，有利于提高N2的轉(zhuǎn)化率

③如果開(kāi)始時(shí)向密閉容器中投入1.0molN2和3.0molH2，則在500C、3×107Pa條件下達(dá)到平衡時(shí)N2的平衡轉(zhuǎn)化率=_______。(保留兩位有效數(shù)字)

（2）以氨氣代替氫氣研發(fā)氨燃料電池是當(dāng)前科研的一一個(gè)熱點(diǎn)。氨燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________。

（3）NH3也是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的NH3轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬�去，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:

反應(yīng)I:NH3 (aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) △H1=akJ/mol；

反應(yīng)II:NH2Cl(aq)+HClO(aq)=NHCl(aq)v △H2=bkJ/mol；

反應(yīng)III:2NHCl2(aq)+H2O(l)=N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq) △H3=ckJ/mol。

①2NH3(aq)+3HClO(aq)==N2(g)+ H2O(l) △H=________kJ/mol

②已知在水溶液中NH2Cl較穩(wěn)定，NHCl2不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為氮?dú)�。在其他條件不變的情況下，改變對(duì)溶液中次氯酸鈉去氨氮效果與余氯(溶液中+1價(jià)氯元素的含量)的影響如圖l4所示。a點(diǎn)之前溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)為_______(填序號(hào))。

A.反應(yīng)I、I I B.反應(yīng)I

③除氨氮過(guò)程中最佳的值約為______________。

Answer 1

【答案】 減小 D 41% 2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O B 1.5

【解析】（1）①由圖像可知，升高溫度，氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；所以升高溫度，平衡左移，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值減��；正確答案：減小。

②400℃、5×107Pa時(shí)氨氣的含量最大,則轉(zhuǎn)化率最高，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)不能太大，因壓強(qiáng)太高，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求也高，難以實(shí)現(xiàn)；A錯(cuò)誤；催化劑不影響平衡移動(dòng)，B錯(cuò)誤；合成氨反應(yīng)△H<0、△S<0，該反應(yīng)在低溫條件下一定能自發(fā)進(jìn)行，高溫不能，C錯(cuò)誤；減小n(N2):n(H2)的比值，相等于增加氫氣的濃度，平衡右移，有利于提高N2的轉(zhuǎn)化率，D正確；正確選項(xiàng)D。

③通過(guò)圖像可知在500℃、3×107Pa條件下達(dá)到平衡時(shí)，氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%，設(shè)氮?dú)獾南�耗量為xmol,根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算如下：

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

起始量 1 3 0

變化量 x 3x 2x

平衡量 1-x 3-3x 2x

根據(jù)氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=2x/(1-x+3-3x+2x)×100%=26%，解之x=0.41mol，所以N2的平衡轉(zhuǎn)化率為41%；正確答案：41%。

（2）氨氣為堿性氣體,易與酸反應(yīng)，所以電解質(zhì)溶液應(yīng)呈堿性，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氨氣被氧化生產(chǎn)氮?dú)?/span>，電極反應(yīng)式為2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O；正確答案：2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O。

（3）①根據(jù)化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算①×2 +②×2+③得到熱化學(xué)方程式為2NH3(aq)+3HClO(aq)==N2(g)+ H2O(l) △H= ；正確答案：。

②用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮(用表示)轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬��?/span>，改變(即NaClO溶液的投入液)，溶液中次氯酸鈉去除氨氮效果與余氯圖象變化中，次氯酸少氨氣多，a點(diǎn)前發(fā)生的反應(yīng)是NH3(g)+HClO(aq)==NH2Cl(aq)+H2O(l)；從圖象分析可以知道，反應(yīng)中氨氮去除效果最佳為去除率較高同時(shí)余氯量最少，圖象中符合的比值為1.5；正確答案：B；1.5。