Question

【題目】氨氣是一種重要的化工產(chǎn)品。

(1)工業(yè)中用氯氣和氫氣在一定條件下合成氨氣，有關(guān)方程式如下： 3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ

①對(duì)于該反應(yīng)：要使反應(yīng)物盡可能快的轉(zhuǎn)化為氨氣，可采用的反應(yīng)條件是__________，要使反應(yīng)物盡可能多的轉(zhuǎn)化為氨氣，可采用的反應(yīng)條件是__________：(均選填字母)

A．較高溫度B．較低溫度C．較高壓強(qiáng) D．較低壓強(qiáng) E．使用合適的催化劑

工業(yè)上對(duì)合成氨適宜反應(yīng)條件選擇，是綜合考慮了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡和設(shè)備材料等的影響。

②該反應(yīng)達(dá)到平衡后，只改變其中一個(gè)因素，以下分析中不正確的是_______：(選填字母)

A．升高溫度，對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大

B．增大壓強(qiáng)，對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大

C．減小生成物濃度，對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大

③某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中副產(chǎn)品CaSO4，和相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了制備(NH4)2SO4的工藝流程(如圖)，該流程中：

向沉淀池中通入足量的氨氣的目的是______________________________，可以循環(huán)使用的X是_______________。(填化學(xué)式)

(2)實(shí)驗(yàn)室中可以用銨鹽與強(qiáng)堿共熱得到氨氣。有關(guān)的離子方程式為_____________________。

①0.01 mol/L硝酸銨溶液0.5L，與足量的氫氧化鈉溶液共熱，可產(chǎn)生氨氣_____L(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。

②若有硝酸銨和硫酸銨的混合溶液0.5L，與足量的氫氧化鈉溶液共熱，可產(chǎn)生氨氣0.025mol；在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生0.01 mol 白色沉淀，則原混合液中，硝酸銨的濃度為_______mol/L。

③現(xiàn)有硝酸銨、氯化銨和硫酸銨的混合溶液V L，將混合溶液分成兩等分：一份溶液與足量的氫氧化鈉溶液共熱，共產(chǎn)生氨氣A mol；另一份溶液中慢慢滴入C mol/L的氯化鋇溶液B L，溶液中SO42-恰好全部沉淀；將沉淀過濾后，在濾液中繼續(xù)滴入硝酸銀溶液至過量，又產(chǎn)生D mol沉淀。則原混合溶液中，氯化銨的濃度為________mol/L，硝酸銨的濃度為_______mol/L。(用含有字母的代數(shù)式表示)

Answer 1

【答案】ACE BC A 生成正鹽，使Ca2+完全沉淀 CO2 NH4++OH-H2O+NH3 0.112 0.01

【解析】

(1)①要使反應(yīng)物盡可能快的轉(zhuǎn)化為氨氣，需要加快反應(yīng)速率，可以通過升高溫度、增大壓強(qiáng)和使用合適的催化劑實(shí)現(xiàn)；要使反應(yīng)物盡可能多的轉(zhuǎn)化為氨氣，需要反應(yīng)正向移動(dòng)，反應(yīng)3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，可以通過增大壓強(qiáng)和較低溫度實(shí)現(xiàn)；

②根據(jù)影響平衡移動(dòng)的條件分析判斷；

③在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是一方面提供反應(yīng)物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO2的吸收，在煅燒爐中發(fā)生CaCO3CaO+CO2↑，則X為CO2可在此制備實(shí)驗(yàn)中循環(huán)使用；

(2)銨鹽與強(qiáng)堿共熱得到氨氣和水；

①根據(jù)NH4+元素守恒計(jì)算；

②根據(jù)NH4+元素守恒計(jì)算；；

③一份溶液與足量的氫氧化鈉溶液共熱，共產(chǎn)生氨氣A mol，根據(jù)NH4++OH-═NH3+H2O可知每份中含有AmolNH4+，與氯化鋇溶液完全反應(yīng)消耗C mol/LBaCl2溶液B L，根據(jù)Ba2++SO42-═BaSO4↓可知每份含有SO42-CBmol，將沉淀過濾后，在濾液中繼續(xù)滴入硝酸銀溶液至過量，又產(chǎn)生D mol沉淀，根據(jù)Ag++Cl-=AgCl↓，結(jié)合前面加入CBmol的BaCl2溶液可知，每份含有Cl-(D-2BC) mol。

(1)①要使反應(yīng)物盡可能快的轉(zhuǎn)化為氨氣，需要加快反應(yīng)速率，可以通過升高溫度、增大壓強(qiáng)和使用合適的催化劑實(shí)現(xiàn)，故選ACE；要使反應(yīng)物盡可能多的轉(zhuǎn)化為氨氣，需要反應(yīng)正向移動(dòng)，反應(yīng)3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，可以通過增大壓強(qiáng)和較低溫度實(shí)現(xiàn)，故選BC；

②A. 反應(yīng)3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng)，說明升高溫度，對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，故A錯(cuò)誤；

B. 反應(yīng)3H2 (g)+N2(g)2NH3 (g) + 92.4 kJ是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率加快，反應(yīng)正向移動(dòng)，說明增大壓強(qiáng)對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，故B正確；

C. 減小生成物濃度，反應(yīng)逆向移動(dòng)，說明減小生成物濃度對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，故C正確；

故選A。

③在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是一方面提供反應(yīng)物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO2的吸收，在煅燒爐中發(fā)生CaCO3CaO+CO2↑，則X為CO2可在此制備實(shí)驗(yàn)中循環(huán)使用；

(2)銨鹽與強(qiáng)堿共熱得到氨氣和水，離子方程式為：NH4++OH-H2O+NH3；

①0.5L 0.01 mol/L硝酸銨溶液中硝酸銨的物質(zhì)的量為：0.5L0.01 mol/L=0.005mol，根據(jù)NH4+守恒，最多生成氨氣0.005mol，標(biāo)況下的體積為：0.005mol22.4L/mol=0.112L；

②由題意可知，在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生0.01 mol BaSO4白色沉淀，說明原溶液中含有硫酸根0.01mol，設(shè)硝酸銨的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)NH4+守恒有x+0.01mol2=0.025，得x=0.005mol，硝酸銨的濃度為=0.01mol/L；

③一份溶液與足量的氫氧化鈉溶液共熱，共產(chǎn)生氨氣A mol，根據(jù)NH4++OH═NH3+H2O可知每份中含有AmolNH4+，與氯化鋇溶液完全反應(yīng)消耗C mol/LBaCl2溶液B L，根據(jù)Ba2++SO42-═BaSO4↓可知每份含有SO42-CBmol，將沉淀過濾后，在濾液中繼續(xù)滴入硝酸銀溶液至過量，又產(chǎn)生D mol沉淀，根據(jù)Ag++Cl-=AgCl↓，結(jié)合前面加入CBmol的BaCl2溶液可知，每份含有Cl-(D-2BC) mol，則原混合溶液中，氯化銨的濃度為 mol/L = mol/L；每份中硝酸根的物質(zhì)的量為： n(NH4+)- n(Cl-)-2n(SO42-)=，硝酸銨的濃度為 mol/L = mol/L。