综合题14.0分
化学

氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。

Ⅰ.合成氨是最重要的人工固氮: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。

31. —定温度下,在容积为1L的密闭容器中,加入ImolN2和3molH2,反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下反应的平衡常数K=         (此处不要求写单位);保持容器体积不变,再向容器中加入lmolN2,3molH2反应达到平衡时,氢气的转化率将       (填“增大”、“减小”或“不变”)

32.标准状况下,若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中.则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为                                                

33.将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中,再通入适量的CO2气体,充分反应后,过滤所得滤液为(NH4)2SO4溶液,该过程的化学方程式为                                      

II.随着研究的不断深入,科学家发明了越來越多有关氮的固定方法。

34.20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现常压、570℃高温的电解法合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如下,阴极的电极反应式为

35.近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:

2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H= 。(已知:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g) 2H2O(I) △H=-571.6kJ·mol-1)

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

25/12 (或2.08)  增大

解析

保持容器体积不变,再向容器中加入lmolN2,3molH2,相当于在2L容器中加入2molN2、6molH2反应达到平衡时再缩小体积到1L,此时平衡正向移动,氢气的转化率增大;

考查方向

本题考查化学平衡常数及转化率。

解题思路

利用平衡三行式,结合平衡常数的涵义计算此反应的平衡常数;保持容器体积不变,再向容器中加入lmolN2,3molH2,相同于原容器在恒温条件下2molN2、6molH2建立平衡,依据等效平衡理论,相当于由2倍容器体积的基础上再缩小到原体积,据此判断平衡移动的方向,确定氢气的转化率变化;

易错点

本题考查化学平衡常数及转化率,保持容器体积不变,再向容器中加入lmolN2,3molH2,相同于原容器在恒温条件下2molN2、6molH2建立平衡,依据等效平衡理论,相当于由2倍容器体积的基础上再缩小到原体积,据此判断平衡移动的方向,确定氢气的转化率变化。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)

解析

标准状况下,若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中得到NH4Cl溶液,NH4+的水解使得溶液显酸性,即c(H+)>c(OH),再结合溶液中的电荷守恒可知溶液中各离子浓度的顺序由大到小为c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) ;

考查方向

本题考查离子浓度大小的比较。

解题思路

标准状况下,若将22.4mL的氨气,即0.001mol氨气通入100mLpH为2的盐酸中(HCl的物质的量为0.001mol),所得溶液为NH4Cl,结合离子的水解和电荷守恒判断各离子浓度的大小;

易错点

本题考查离子浓度大小的比较,注意铵根离子的水解。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4 (未写沉淀符号不扣分)

解析

将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中,再通入适量的CO2气体,可得到碳酸钙沉淀,同时过滤得滤液为(NH4)2SO4溶液,发生反应的化学方程式为CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4

考查方向

本题考查化学方程式的书写。

解题思路

将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中,再通入适量的CO2气体,过滤得滤液为(NH4)2SO4溶液,根据反应原理可知同时得到碳酸钙沉淀,结合原子守恒可写出此反应的化学方程式;

易错点

本题考查化学方程式的书写,注意不要丢了沉淀符号。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

N2+6e-+6H+ = 2NH3

解析

电解池中氮气在阴极得电子生成氨气,其电极方程式为:N2+6e-+6H+ = 2NH3

考查方向

本题考查电极反应式的书写。

解题思路

氮气在阴极得电子生成氨气;

易错点

本题考查电极反应式的书写,注意分析题干信息,注意基础知识的积累与应用。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

+1530.0kJ·mol-1 (不写“+”、没写单位均不计分)

解析

已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1

②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1

由盖斯定律:①×2−②×3得2N2(g)+6H2O(l) ⇌4NH3(g)+3O2(g),△H=(−92.4kJ⋅mol−1)×2−(−571.6kJ⋅mol−1)×3=+1530kJ⋅mol−1

考查方向

本题考查盖斯定律的应用。

解题思路

已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1

②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1

由盖斯定律:①×2-②×3得2N2(g)+6H2O(l)⇌4NH3(g)+3O2(g),据此分析;

易错点

本题考查盖斯定律的应用,答案书写注意“+”和单位。