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）下表是當反應器中按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。

① 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 。

② NH4HSO3溶液顯酸性。用氨水吸收SO2，當吸收液顯中性時，溶液中離子濃度關系正確的是 （填字母）。

a．c(NH4＋) = 2c(SO32－) ＋ c(HSO3－)

b．c(NH4＋)> c(SO32-)> c(H+)= c(OH-)

c．c(NH4＋)+ c(H+)= c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

（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是 。

Answer 1

【答案】（1）① 200℃ ② AC ③ 75%

（2）① (NH4)2SO3和NH4HSO3② a b

（3）① 堿性 ② CO2 ③ 3O2 + 12e－+ 6H2O = 12OH－或 O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－

【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，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，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），正確，選AC。

③ 3N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）

反應前（mol） 1 3 0

反應了（mol） x 3x 2x

平衡時（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）①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。②據電荷守恒有：c（NH4+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），溶液顯中性，則，c（H+）=c（OH-），故a、b正確，c錯誤，選：ab。

（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-。