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（共14分）氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以【原电池原理】
2016-12-25 01:37:17
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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填空题 （共14分）氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
（1）以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池，因产物无污染，在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极，KOH溶液作电解质溶液，则该电池负极电极反应式为 。
（2）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2+3H2 2NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A．3v(H2)正=2v(NH3)逆
B．单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
| E．a molN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键断裂
F．N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
（3）某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在一定温度压强下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：
反应时间/min
| 0
| 5
| 10
| 15
| 20
| 25
| 30
| 压强/MPa
| 16.80
| 14.78
| 13.86
| 13.27
| 12.85
| 12.60
| 12.60
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则从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率= ；该温度下平衡常数K= ；
（4）以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下，已知：
①2NH3(g)+CO2(g) ="=" NH2CO2 NH4(s) △H=" —l59.5" kJ/mol
②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ/mol
③H2O(1) ="=" H2O(g) △H=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ；
对于上述反应②在密闭容器中将 过量NH2CO2NH4固体于300K下分解，平衡时P[H2O(g)]为a Pa，若反应温度不变，将体系的体积增加50%，则P[H2O(g)]的取值范围是_________________（用含a的式子表示）。（分压=总压×物质的量分数）
填空题 （共14分）氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
（1）以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池，因产物无污染，在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极，KOH溶液作电解质溶液，则该电池负极电极反应式为 。
（2）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A．3v(H2)正=2v(NH3)逆
B．单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
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E．a molN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键断裂
F．N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
（3）某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在一定温度压强下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：
反应时间/min
| 0
| 5
| 10
| 15
| 20
| 25
| 30
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压强/MPa
| 16.80
| 14.78
| 13.86
| 13.27
| 12.85
| 12.60
| 12.60
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则从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率=
；该温度下平衡常数K=
；
（4）以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下，已知：
①2NH3(g)+CO2(g) ="=" NH2CO2 NH4(s) △H=" —l59.5" kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ/mol
③H2O(1) ="=" H2O(g) &#
91ExAm.org160; △H=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式
；
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解，平衡时P[H2O(g)]为a Pa，若反应温度不变，将体系的体积增加50%，则P[H2O(g)]的取值范围是_________________（用含a的式子表示）。（分压=总压×物质的量分数）
本题答案：（1）2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O
本题解析：
试题分析：（1）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，则该原电池中氨气在负极通入，由于电解质溶液显碱性，则负极电极反应式为2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O。
（2）A、3v(H2)正=2v(NH3)逆不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，反应没有达到平衡状态，应该是2v(H2)正=3v(NH3)逆，A错误；B、单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；C、该反应是体积缩小的反应，反应过程中压强是变化的量，压强不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故C正确；D、密度是混合气体的质量与容器容积的比值，质量与容积均是不变的，即密度始终不变，所以混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到平衡状态，D错误；E、a molN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键断裂，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，E正确；F、各组分的物质的量之比，无法判断各组分的物质的量是否变化，无法判断是否达到平衡状态，故F错误；答案选BCE。
（3） N2 + 3H2
2NH3
起始浓度（mol/L） 0.5 1.5 0
转化浓度（mol/L） x 3x 2x
平衡浓度（mol/L）0.5－x 1.5－3x 2x
根据表中数据可知
＝
解得x＝0.25
所以从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率=0.25mol/L÷25min＝0.01 mol/(L.min)
该温度下的平衡常数K＝
＝2.37( mol/L)-2
（4）①2NH3（g）+CO2（g）
本题所属考点：【原电池原理】
本题难易程度：【一般】
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