1、简答题 工业生产硝酸铵的流程图如图：
请回答下列问题：
（1）写出硝酸铵在工农业生产中的重要作用______（任写一条）
（2）已知N2（g）+3H2（g）═2NH3（g），△H=-92kJ?mol-1．请回答：
①在500℃、200atm和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，充分反应后，放出的热量______（填“＜”“＞”“=”）92.4kJ，理由是______．
②为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有______
A．降低温度?B．最适合催化剂活性的适当高温?C．增大压强
D．降低压强?E．循环利用和不断补充氮气?F．及时移出氨
（3）已知铂铑合金网未预热也会发热．写出氨催化氧化的化学方程式：______，该反应的化学平衡常数表达式K=______，当温度升高时，K值______（增大、减小、无影响），其原因是______．
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将平均式量为8.5的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均式量为10，此时N2的转化率为______．
参考答案：（1）因铵盐的主要用途是用作氮肥，故答案为：可做氮肥等；
? （2）①因为可逆反应不可能完全进行到底，放出的热量比完全反应少，
故答案为：＜，在1atm和298K条件下，1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气，放出92.4kJ热量，该反应为可逆反应，不可能进行完全，又因为反应温度为500℃，所以放出的热量小于92.4kJ；?
? ?②因增大反应物的浓度，减少生成物的浓度，增大压强，降低温度工业合成氨反应向正反应方向移动，氢气的转化率提高，但在实际生产中不能用低温，因为温度低化学反应速率慢，故答案为：CEF；
?（3）因为NH3具有还原性，能被氧气氧化：4NH3+5O2?加热?.?4NO+6H2O，
? ?该反应的平衡常数K=C5(NO)?C6(H2O)C4(NH3)?C5(O2)?
? ?因工业合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，
? 故答案为：4NH3+5O2?加热?.?4NO+6H2O，C5(NO)?C6(H2O)C4(NH3)?C5(O2)，减小，因为氨的催化氧化反应是放热反应，所以升高温度，K会减小；
?（4）十字交叉法：平均相对分子质量为8.5的H2和N2物质的量比=（28-8.5）：（8.5-2）=3：1
? 平衡三部曲：N2 +3H2 =2NH3
? 起? 1? 3? ?0
?反? ?x? ?3x? ?2x
? 末? ?1-x? 3-3x? ?2x?
? 平衡混合气的平均相对分子质量为10，对应的相对分子质量：28×1+2×3(1-x)+(3-3x)+2x=10
? x=0.3
?则H2转化率为3×0.33×100%=30%
?故答案为：30%
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 （1）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下两组数据：
| 实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
|
①实验1中以v（CO2）表示的反应速率为______（第二位小数）
②该反应为______（填“吸热”或“放热”）反应．
③求实验2的平常常数K，要求写出计算过程，结果取二位小数
（2）已知在常温常压下：①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（1）△H=-1451.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式______
（3）甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池，装置如图，该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2．则负极的电极反应为______．
（4）CaCO3的KSP=2.8×10-9．将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为______．
参考答案：（1）①、由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=1.6mol2L6min=215mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（CO2）=v（CO）=215mol/（L?min）=0.13mol/（L?min），
故答案为：0.13mol/（L?min）；
②、实验1中CO的转化率为4mol-2.4mol4mol×100%=40%，实验2中CO的转化率为2mol-1.6mol2mol×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，
故答案为：放热；
③、平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
? CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2? 1?0? ?0
变化（mol）：0.4? 0.4? 0.4? 0.4
平衡（mol）：1.6? 0.6? 0.4? 0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k=0.4×0.41.6×0.6=0.17，
故答案为：0.17；
（2）已知：①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（1）△H=-1451.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
根据盖斯定律，①-②得2CH3OH（1）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（1），故△H=（-1451.6kJ/mol）-（-566.0kJ/mol）=
885.6kJ/mol，即CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（3）总的电池反应式为：2CH3OH+3O2+2CO32-=4HCO3-+2H2O，甲醇发生氧化反应，在负极放电，氧气发生还原反应，在正极放电，正极电极反应式为3O2+12e-+12HCO3-=12CO32-+6H2O，总反应是减去正极反应式可得负极电极反应式为：
2CH3OH+14CO32-+4H2O-12e-=16HCO3-，即CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-，
故答案为：CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-；
正极电极反应式为3O2+12e-+6H2O=12OH-，
（4）由混合后碳酸根浓度为1×10-4mol/L，混合后使碳酸根沉淀，
需要钙离子的最小浓度为2.8×10-91×10-4mol/L=2.8×10-5mol/L，
原氯化钙浓度为混合后钙离子浓度的2倍，故原氯化钙的浓度为2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L，
故答案为：2.8×10-5mol/L．
本题解析：
本题难度：一般
3、计算题 乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：
2CO(g) + 4H2(g)
CH3CH2OH(g) + H2O(g) △H =" —256.1" kJ·mol－1
已知：CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=" —41.2" kJ·mol－1
（1）以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：
2CO2(g) +6H2(g)CH3CH2OH(g) +3H2O(g) △H = 。
（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
①某研究小组在实验室以Ag
参考答案：
本题解析：
本题难度：困难
4、计算题 （10分）（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g) ΔＨ＝－574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) ΔＨ＝－1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48ＬCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为 （阿伏伽德罗常数用NA表示），放出的热量为 kJ。
（2）已知：C3H8(g ) ==== CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g) △H1＝156.6kJ·mol-1
CH3CH＝CH2(g) ==== CH4(g)＋HC≡CH(g) △H2＝32.4kJ·mol-1
则相同条件下，反应C3H8(g)====CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)的△H＝ kJ·mol-1。
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部分物质的燃烧热数据如右表：已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式 。
物 质
| 燃烧热（kJ·mol－1）
|
H2(g)
| －285.8
|
CO(g)
| －283.0
|
CH4(g)
| －890.3
|
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。
参考答案：（10分） （1） 1、6NA 173、4 （2） +124、2
（3）CH4(g) + H2O(g) ="=" CO(g) + 3H2(g) ?H= --1420、7 kJ/mol
(4) N2 + 6e + 8H+ ="=" 2NH4+
本题解析：（1）根据盖斯定律可知，①＋②即得到CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·mol－1。标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol，失去0.2mol×8＝1.6mol电子，放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol－1＝173.4 kJ。
（2）同样根据盖斯定律可知，①－②即得到C3H8(g)====CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)，所以该反应的△H＝＋156.6kJ·mol-1－32.4kJ·mol-1＝＋124.2kJ/mol。
（3）根据物质的燃烧热可知，①H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l) ΔＨ＝－285.8 kJ·mol-1、②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g) ΔＨ＝－283.0 kJ·mol-1、③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔＨ＝－890.3 kJ·mol-1、④ H2O(g)＝H2O(l) △H＝－44.0 kJ/mol。所以根据盖斯定律可知，③＋④－①×3－②即得到CH4(g) + H2O(g) ="=" CO(g) + 3H2(g) ?H= --1420、7 kJ/mol。
（4）原电池中正极得到电子，所以氮气在正极得到电子。又因为溶液显酸性，所以正极电极反应式是N2 + 6e + 8H+ ="=" 2NH4+。
考点：考查反应热的计算、热化学方程式的书写以及电极反应式的书写等
点评：书写热化学方程式以及反应热的计算中，盖斯定律有着广泛的应用，需要熟练掌握并结合有关数学知识灵活运用。
本题难度：困难
5、选择题 白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2= P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为： P－P：a kJ·mol-1、P－O：b kJ·mol-1、P=O：c kJ·mol-1、O=O：d kJ·mol-1，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的
H，其中正确的是( )
A．(6a+5d－4c－12b) kJ·mol-1
B．(4c+12b－6a－5d) kJ·mol-1
C．(4c+12b－4a－5d) kJ·mol-1
D．(4a+5d－4c－12b) kJ·mol-1
考试问吧
