合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。 ...

合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。

（1）研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。某温度下，用等质量的不同金属分别催化等浓度的氨气，测得氨气分解生成氢气的初始速率（单位： mmol/min）与催化剂的对应关系如表所示。

催化剂	Ru	Rh	Ni	Pt	Pd	Fe
初始速率	7. 9	4.0	3.0	2.2	1.8	0.5

①在不同催化剂的催化作用下，氨气分解反应的活化能最大的是______（填写催化剂的化学式）。

②温度为T时，在恒容的密闭容器中加入2 mol NH3，此时压强为p0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气的转化率为50%，则该温度下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数Kp=_____。（用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压p分=气体总压p总×体积分数）

（2）关于合成氨工艺的理解，下列说法不正确的是______（填标号）。

A 合成氨工业常采用的反应温度为500 °C左右，主要是为了节约能源

B 使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时NH3的产率

C 合成氨工业采用的压强为10 MPa~30 MPa，是因为常压下N2和H2的转化率不高

（3）在1 L1 mol/L盐酸中缓缓通入2 mol氨气，请在图1中画出溶液中水电离出的OH-浓度随通入氨气的物质的量变化的趋势图_______。

（4）电化学法合成氨:图2是用低温固体质子导体作电解质，

用Pt- CN，作阴极，催化电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图。

①Pt—C3N4电极上产生NH3的电极反应式为_______。

②实验研究表明，当外加电压超过一定值后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因：_______。

Fe A N2+6e- +6H+=2NH3 超过一定电圧以后，H+得电子変成H2 【解析】 (1)①活化能大者初始反应速率慢，据此回答； ②用三段式计算平衡时气体总压强、各成分的平衡分压，按Kp的定义计算即可； (2) 按影响速率、平衡的因素判断说法是否正确； (3)溶液中水电离出的OH−浓度等于溶液中水电离出的氢离子浓度，都代表了水的电离程度，酸、碱溶液中水的电离被抑制，氯化铵溶液中因水解促进了水的电离，据此画图； (4) ①按氮元素化合价的变化，判断反应类型、和电极类型，并书写电极方程式为； ②外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，则一定是发生了副反应，找出合理的副反应即可。 (1)①氨气分解反应活化能最大的是初始反应速率最慢的，由表中数据知，则为Fe； ②温度为T时，在恒容的密闭容器中加入2 mol NH3，此时压强为p0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气的转化率为50%，，则该温度下,，则，化学平衡常数； (2) A. 合成氨工业常采用的反应温度为500 °C左右，主要是该温度下催化剂活性最大，反应速率快，故A说法错误； B. 使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不改变平衡，不能提高平衡时NH3的产率，故B说法正确； C. 常压下N2和H2的转化率不高，该反应是气体分子数减小的反应，合成氨工业采用的压强为10 MPa~30 MPa，比常压更有利于提高氮气和氢气的转化率，故C说法正确；因此说法错误的是A； (3)在1 L1 mol/L盐酸中缓缓通入2 mol氨气，通入氨气不足1mol时，盐酸过量，水的电离被抑制，通入氨气为1mol时，刚好反应生成氯化铵，是强酸弱碱盐溶液，水的电离程度最大，通入氨气大于1mol时，氨水过量，水的电离被抑制，水的电离程度又减小，故溶液中水电离出的OH−浓度随氨气通入变化的趋势图为； (4) ①产生NH3的电极为阴极，氮气得到电子，与氢离子生成氨气，则电极方程式为：N2+6e-+6H+=2NH3； ②外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，其可能原因为外加电压超过一定值后，氢离子也易得到电子生成氢气，而且速率比氮气快。

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考点分析：

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