Question

【題目】氨氣常用作致冷劑及制取銨鹽和氮肥，是一種用途廣泛的化工原料。

（1）下圖是當反應器中按按n（N2）:n（H2）=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反應達到平衡時，混合物中NH3的物質的量分數隨壓強的變化曲線。

①曲線a對應的溫度是 。

②關于工業合成氨的反應，下列敘述正確的是 （填字母）。

A．及時分離出NH3可以提高H2的平衡轉化率

B．加催化劑能加快反應速率且提高H2的平衡轉化率

C．上圖中M、N、Q點平衡常數K的大小關系是K（M）= K（Q） >K（N）

③ M點對應的H2轉化率是 。

（2）工業制硫酸的尾氣中含較多的SO2，為防止污染空氣，回收利用SO2，工業上常用氨水吸收法處理尾氣。當氨水中所含氨的物質的量為3 mol ，吸收標準狀況下44.8 L SO2時，溶液中的溶質為 。

（3）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溶液最好選擇 （填“酸性”、“堿性”或“中性”）溶液。

②空氣在進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是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池正極的電極反應方程式是 。

Answer 1

【答案】①200℃（1分）②AC（2分） ③75%（2分）

（2）（NH4）2SO3和NH4HSO3（2分）（3）①堿性（1分）②CO2（1分）

③3O2+12e-+6H2O＝12OH-或O2+4e-+2H2O＝4OH-（2分）

【解析】

試題分析：（1）①合成氨反應放熱，降低溫度，平衡正向移動，氨的百分含量升高，即溫度越低氨氣的百分含量越高，所以，曲線a對應的溫度是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的平衡轉化率，A正確；B、催化劑不影響平衡移動，加催化劑能加快反應速率但不能提高H2的平衡轉化率，B錯誤；C、K只受溫度影響，該反應溫度升高時K值減小，b是400℃，c是600℃，上圖中M、N、Q點平衡常數K的大小關系是K（M）=K（Q）＞K（N），C正確，選AC。

③ 3N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol） 1 3 0

轉化量（mol） x 3x 2x

平衡量（mol） 1-x 3-3x 2x

據題意M點時：2x/（4-2x）=60%，則x=3/4，則氫氣的轉化率為75%。

（2）氨的物質的量為3mol，吸收標準狀況下44.8L SO2時，N原子3mol，S原子2mol，據原子守恒，在（NH4）2SO3中，其原子個數比N：S=2：1，在中，NH4HSO3，其原子個數比N：S=1：1，所以，生成物有（NH4）2SO3和NH4HSO3。

（3）①氨氣是堿性氣體，所以電解液最好選擇堿性的；

②空氣中的CO2能和氨水反應，所以濾去的氣體是CO2；

③正極發生氧化反應，氧氣在正極反應，注意時堿性環境，所以，正極的電極反應式為：O2+4e-+2H2O=4OH-。