Question

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）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+ SO32－+H2O HSO3－+ OH－, SO32－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－

【解析】

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℃。

考点：官能团为酯键的芳香化合物的性质。

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(SO32－) ＋ c(HSO3－)+ c(OH－)，中性得出c(NH4＋) = 2c(SO32－)＋ 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(SO32-)；

c．由电荷守恒：c(NH4＋)+ c(H+)=2 c(SO32-)+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－