氨是一種重要的化工原料，氨的合成和應(yīng)用是當(dāng)前的重要研究內(nèi)容之一．
（1）傳統(tǒng)哈伯法合成氨工藝中，N2+3H2 2NH3△H＜0
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為：K=______．升高溫度，K值______（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②不同溫度、壓強(qiáng)下，合成氨平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)見下表（N2和H2的起始物質(zhì)的量之比為1：3 ）
壓強(qiáng)（Mpa）
氨的平衡含（%）
溫度（攝氏度）		0.110203060100
20015.381.586.489.995.498.8
3002.252.064.271.084.292.6
4000.425.138.247.065.279.8
5000.110.619.126.442.257.5
6000.054.59.113.823.131.4
表中數(shù)據(jù)，______℃______MPa時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率最高，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)不選用該條件的主要原因是______．
③下列關(guān)于合成氨說法正確是______
A、使用催化劑可以提高NH3的產(chǎn)率
B、尋找常溫下的合適催化劑是未來研究的方向
C、由于△H＜0，△S＞0，故合成氨反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行
（2）最近美國Simons等科學(xué)家發(fā)明了不必使氨先裂化為氫就可直接用于燃料電池的方法．它既有液氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)，又克服了液氫不易保存的不足．其裝置為用鉑黑作為電極，加入電解質(zhì)溶液中，一個(gè)電極通入空氣，另一電極通入氨氣．其電池反應(yīng)為4NH3+3O2═2N2+6H2O．寫出負(fù)極電極反應(yīng)式______，你認(rèn)為電解質(zhì)溶液應(yīng)顯______性（填“酸性”、“中性”、“堿性”），其原因是______．
【答案】分析：（1）①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；
根據(jù)溫度對平衡移動(dòng)的影響判斷平衡常數(shù)的變化；
②H2轉(zhuǎn)化率最高時(shí)，氨氣的含量最大；
③A．催化劑不影響平衡移動(dòng)；
B．尋找常溫下的合適催化劑可減少能量的消耗；
C．反應(yīng)的熵變△S＜0，；
（2）氨氣為堿性氣體，易與酸反應(yīng)，應(yīng)用堿性電解質(zhì)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)．
解答：解：（1）①根據(jù)化學(xué)方程式可寫出平衡常數(shù)為k=，由于反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減小，
故答案為：；減��；
②200℃、100MPa時(shí)氨氣的含量最大，則H2轉(zhuǎn)化率最高，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)不能太大，因壓強(qiáng)太高，對生產(chǎn)設(shè)備要求也高，難以實(shí)現(xiàn)，且200℃時(shí)反應(yīng)速率過低，
故答案為：200℃、100MPa；壓強(qiáng)太高，對生產(chǎn)設(shè)備要求也高，難以實(shí)現(xiàn)，且200℃時(shí)反應(yīng)速率過低；
③A．催化劑不影響平衡移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B．尋找常溫下的合適催化劑可減少能量的消耗，為研究的主要方向，故B正確；
C．反應(yīng)熵變△S＜0，需在一定溫度下才能進(jìn)行，故C錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（2）氨氣為堿性氣體，易與酸反應(yīng)，所以電解質(zhì)溶液應(yīng)呈堿性，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氨氣被氧化生產(chǎn)氮?dú)�，電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，
故答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；堿性；NH3在酸性介質(zhì)中易轉(zhuǎn)化為NH4+離子．
點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡、電化學(xué)等知識，題目難度中等，本題影響化學(xué)平衡的因素，把握電極反應(yīng)式的書寫．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2010?順義區(qū)一模）氨是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組欲制取氨氣并探究其性質(zhì)．請回答：
（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式是
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
．
（2）①如圖（1）是進(jìn)行氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是
輕輕擠壓滴管，使少量水加入燒瓶，然后打開止水夾K
輕輕擠壓滴管，使少量水加入燒瓶，然后打開止水夾K
．
②氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
（用電離方程式表示）．
（3）該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（2）所示的實(shí)驗(yàn)裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗(yàn)產(chǎn)物．

①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色；同時(shí)生成一種無色氣體，該氣體無污染．請寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
．
②堿石灰的作用是
吸收氨氣中混有的水蒸氣，防止干擾產(chǎn)物水的測定
吸收氨氣中混有的水蒸氣，防止干擾產(chǎn)物水的測定
．
③該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題并提出改進(jìn)意見
此裝置無有尾氣吸收裝置，NH3排入大氣，污染環(huán)境；連接一個(gè)吸收氨氣裝置如圖所示：；
此裝置無有尾氣吸收裝置，NH3排入大氣，污染環(huán)境；連接一個(gè)吸收氨氣裝置如圖所示：；
．
（4）有同學(xué)認(rèn)為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O．已知：Cu2O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差（Cu+ 
H+
 Cu+Cu2+）．請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O．
取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O反之則沒有
取少許樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O反之則沒有
；
（5）工業(yè)廢氣中的氮氧化物是主要的大氣污染物之一．為了治理污染，工業(yè)上常用氨氣與之發(fā)生反應(yīng)：NOx+NH3→N2+H2O，使其轉(zhuǎn)化為無毒的N2．現(xiàn)有NO2和NO的混合氣體3.0L，跟3.4L（同溫同壓下）NH3反應(yīng)，恰好使其全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，則原混合氣體中，NO2與NO的體積比是
7：3
7：3
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

氨是一種重要的化工原料，氨的合成與應(yīng)用是當(dāng)今重要研究內(nèi)容之一。不同溫度、壓強(qiáng)下，合成氨平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)見下表（N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1∶3）。

壓強(qiáng)(Mpa)

氨的平

衡含量(%)

溫度(℃)

0.1

10

20

30

60

100

200

15.3

81.5

86.4

89.9

95.4

98.8

300

2.2

52.0

64.2

71.0

84.2

92.6

400

0.4

25.1

38.2

47.0

65.2

79.8

500

0.1

10.6

19.1

26.4

42.2

57.5

600

0.05

4.5

9.1

13.8

23.1

31.4

回答下列有關(guān)問題：

（1）利用表中數(shù)據(jù)推斷得出合成氨的反應(yīng)是__________反應(yīng)（填“放熱”、“吸熱”或“無熱量變化”）。

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在200℃和100MPa時(shí)，平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最高，而實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)不選用該條件的主要原因是___________________________________。

（3）一定條件下，對在密閉容器中進(jìn)行的合成氨反應(yīng)達(dá)平衡后，其他條件不變時(shí)，若同時(shí)壓縮容器的體積和升高溫度達(dá)新平衡后，與原平衡相比，請將有關(guān)物理量的變化的情況填入下表中（填“增大”、“減小”或“可能增大也可能減小”）：

反應(yīng)速率

平衡常數(shù)K

氨的體積分?jǐn)?shù)

變化情況

（4）將1molH2和1molN2通入一體積不變的密閉容器中，在一定溫度和催化劑作用下，反應(yīng)達(dá)到平衡，測得NH3的物質(zhì)的量為0.3mol，此時(shí)若移走0.5molH2和0.5molN2，則反應(yīng)達(dá)到新的平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量為_____________（選填答案編號）。

A．0.3mol     B．0.15mol     C．小于0.15mol    D．大于0.15mol，小于0.3mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（16分）氨是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組欲制取氨氣并探究其性質(zhì)。請回答：

（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式是               。

（2）①右圖是進(jìn)行氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是                                  。

②氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是_______________________________（用電離方程式表示）。

（3）該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗(yàn)產(chǎn)物。

① 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色；同時(shí)生成一種無色氣體，該氣體無污染。請寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式                        。

② 堿石灰的作用是                                            。

③該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題并提出改進(jìn)意見                      

                                                                         。

（4）有同學(xué)認(rèn)為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差（Cu+Cu + Cu2+）。

請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O。                                                                           

                                                                ；

（5）工業(yè)廢氣中的氮氧化物是主要的大氣污染物之一。為了治理污染，工業(yè)上常用氨氣與之發(fā)生反應(yīng)：NOx+NH3→N2+H2O，使其轉(zhuǎn)化為無毒的N2 �，F(xiàn)有NO2和NO的混合氣體3.0 L，跟3.4 L（同溫同壓下）NH3反應(yīng)，恰好使其全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，則原混合氣體中，NO2與NO的體積比是__________。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年湖北省八校高三第一次聯(lián)考（12月）理綜化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

氨是一種重要的化工產(chǎn)品，是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽 和純堿的原料，也是一種常用的制冷劑。

(1)    實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________。

(2)    工業(yè)合成氨的反應(yīng)方程式為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H。下圖I是合成氨反應(yīng)的能量與反應(yīng)過程相關(guān)圖（未使用催化劑）；圖D是合成気反應(yīng)在2L容器中、相同投料情況下、其它條件都不變時(shí)，某一反應(yīng)條件的改變對反應(yīng)的影響圖。

下列說法正確的是_______。

A.ΔH＝－92.4kJ/mol

B.使用催化劑會使E1的數(shù)值增大

C.為了提高轉(zhuǎn)化率，工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)的濃度越低越好

D.圖II是不同壓強(qiáng)下反應(yīng)體系中氨的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系圖，且PA<PB

E.圖II是不同溫度下反應(yīng)體系中氨的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系圖，且TA>TB；

F.該反應(yīng)的平銜常數(shù)KA<KB

G.在曲線A條件下，反應(yīng)從開始到平衡，消耗N2的平均速率為mol/(L·min)

(3)    —定溫度下，向一個(gè)容積為2 L的密閉容器中通入2 mol N2和7 mol H2，達(dá)到平衡時(shí) 測得容器的壓強(qiáng)為起始時(shí)的倍，則此溫度下的平衡常數(shù)為_______。在同一溫度，同一容器中，將起始物質(zhì)改為amol N2  b molH2   c mol NH3 (a,b,c均不為零）欲使平衡混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量與原平衡相同，則a,b,c滿足的關(guān)系為_____________(用含a,b,c的表達(dá)式表示），且欲使反應(yīng)在起始時(shí)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是_______

(4)已知H2(g)的燃燒熱為285.8 kJ/mol，試寫出表示NH3(g)燃燒熱的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 _____。以氨氣為燃料可以設(shè)計(jì)制氨燃料電池（電極材料均為惰性電極,KOH溶液作電解質(zhì)溶液）該電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_______經(jīng)測定，該電作過程中每放出1 mol N2實(shí)際提供460 kJ的電能，則該燃料電池的實(shí)際效率為_____(燃料電池的實(shí)標(biāo)效率是指電池實(shí)際提供的電能占燃料電池反應(yīng)所能釋放出的全部能量的百分?jǐn)?shù))

 

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科目：高中化學(xué) 來源：北京市順義區(qū)2010年高三一模（理科綜合）化學(xué)部分 題型：實(shí)驗(yàn)題

（16分）氨是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組欲制取氨氣并探究其性質(zhì)。請回答：

（1）實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式是                。

（2）①右圖是進(jìn)行氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是                                   。

②氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是_______________________________（用電離方程式表示）。

（3）該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（部分夾持儀器未畫出），探究氨氣的還原性并檢驗(yàn)產(chǎn)物。

① 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色；同時(shí)生成一種無色氣體，該氣體無污染。請寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式                        。

② 堿石灰的作用是                                             。

③該裝置存在明顯缺陷，請指出存在的問題并提出改進(jìn)意見                      

                                                                          。

（4）有同學(xué)認(rèn)為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知：Cu2O是一種堿性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的穩(wěn)定性比Cu2+差（Cu+Cu + Cu2+）。

請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O。                                                                           

                                                                 ；

（5）工業(yè)廢氣中的氮氧化物是主要的大氣污染物之一。為了治理污染，工業(yè)上常用氨氣與之發(fā)生反應(yīng)：NOx+NH3→N2+H2O，使其轉(zhuǎn)化為無毒的N2 �，F(xiàn)有NO2和NO的混合氣體3.0 L，跟3.4 L（同溫同壓下）NH3反應(yīng)，恰好使其全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，則原混合氣體中，NO2與NO的體積比是__________。

 

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