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8.氨是重要的化工产品和化工原料.
(1)氨的电子式是
(2)已知:如图3所示.
①合成氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol.
②降低温度,该反应的化学平衡常数K增大(填“增大”、“减小’’或“不变”).
(3)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图l所示.电池正极的电极反应式是N2+8H++6e-=2NH4+,A是NH4Cl.
(4)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(l)+H2O(g).工业生产时,原料气带有水蒸气.图2表示CO2的转化率与氨碳比$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$、水碳比$\frac{n({H}_{2}O)}{n(C{O}_{2})}$的变化关系.
①曲线I、II、III对应的水碳比最大的是Ⅲ.
②测得B点氨的转化率为40%,则x13.

分析 (1)氨的分子中氮与氢原子之间形成一对共用电子对,总共存在3个氮氢键;
(2)①根据反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算出合成氨的焓变,然后写出热化学方程式;
②该反应放热,降温后平衡正向移动,生成物浓度增大,反应物浓度减小,化学平衡常数增大;
(3)该电池的本质反应是合成氨反应,所以正极是氮气发生还原反应,据此写出正极的电极反应式;生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵;
(4)①根据图2可知,氨碳比一定时,水碳比越大,说明原料气中含二氧化碳越少,二氧化碳的转化率越低,所以二氧化碳转化率最低的即为水碳比最大的;
②B点二氧化碳的转化率为60%,氨气的转化率是40%,设出NH3、CO2的起始物质的量,然后列式计算.

解答 解:(1)氨的分子中氮与氢原子之间形成一对共用电子对,所以氨的电子式是,故答案为:
(2)①反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能,则合成氨的焓变为:△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-3×391×2kJ/mol=-92kJ/mol,所以合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol,
故答案为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol;
②该反应放热,所以降温,平衡正向移动,生成物浓度增大,反应物浓度减小,化学平衡常数将增大,
故答案为:增大;
(3)该电池的本质反应是合成氨反应,所以正极是氮气发生还原反应,电极反应式为N2+8H++6e-=2NH4+
生成的铵根离子与溶液中的氯化氢结合生成氯化铵,所以A是NH4Cl,
故答案为:N2+8H++6e-=2NH4+;NH4Cl;
(4)①根据图2可知,氨碳比一定时,水碳比越大,说明原料气中含二氧化碳越少,二氧化碳的转化率越低,所以二氧化碳转化率最低的即为水碳比最大的,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是Ⅲ曲线,
故答案为:Ⅲ;
②B点二氧化碳的转化率为60%,氨气的转化率是40%,
设NH3、CO2的起始物质的量分别为x、y,
则:x×40%×$\frac{1}{2}$=y×60%,
解得:$\frac{x}{y}$=x1=3,
故答案为:3.

点评 本题考查了化学平衡的计算、热化学方程式的书写、化学平衡常数及其应用等知识,为高考常见题型,题目难度中等,注意掌握化学平衡的影响因素、热化学方程式的书写原则,明确平衡常数的概念及表达式,试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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13.下列关于新型有机高分子材料的说法中不正确的是(  )
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14.(1)欲用18.4mol/L的浓硫酸配制成浓度为0.5mol/L的稀硫酸500ml,量筒应选用15mL的
量筒最好(从10mL、15mL、20mL选填),量取时发现量筒不干净用水洗净后直接量取将使浓度偏低(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
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11.全世界每年铜的产量为 8×106t,工业上由辉铜矿(主要成分是Cu2S,其中铜元素为+1价)生产铜的主要反应为:Cu2S+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+SO2下列说法正确的是(  )
A.Cu2S的摩尔质量为160
B.每生产1molCu需转移2mol电子
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D.若用该反应生产铜,全世界每年产生的SO2的体积为1.4×106L

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3.美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如图.

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 温度/℃ 400500  8301000 
 平衡常数K10  9 0.6
从表中可以推断:此反应是放(填“吸”、“放”)热反应.在830℃下,若开始时间向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1mol,则达到平衡后CO的转化率为50%.
(2)此流程的第Ⅱ步反应CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),在830℃,以表格的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有B(填实验编号)
 实验编号 n(CO)n(H2O)  n(H2n(CO2) 
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 B 2 2 1 1
 C0.5  2 1
(3)如图表示第Ⅱ步反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,下列说法中正确的是A.

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(2)比较达到平衡时,A、B两反应物的转化率:α(A)>α(B)(填>、=或<)
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A.化学平衡向正反应方向移动    B.化学平衡向逆反应方向移动
C.化学平衡不会发生移动        D.正、逆反应的化学反应速率将发生同等程度的改变
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入3molA和2molB,在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=3.6mol.(填“>”、“<”、或“=”)
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20.下列说法正确的是(  )
A.物质的量是一个新的物理量,它表示的是物质的质量
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17.下列符号中表示电子云伸展方向的是(  )
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