Question

【题目】氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。

合成氨是最重要的人工固氮：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。

（1）下列关于该反应的说法中，正确的是___________（填正确选项字母编号）。

A．反应达到平衡状态时，N2、H2、NH3的体积比为1∶3∶2

B．加催化剂可以加快正反应速率，减慢逆反应速率

C．高温既有利于加快反应速率也有利于提高氨气的产率

D．高压既有利于加快反应速率也有利于提高氨气的产率

（2）一定温度下，在容积为1L的密闭容器中，加入lmolN2和3mol H2，反应达到平衡时H2的转化率为60%，此时反应消耗N2物质的量为___________mol；保持容器体积不变，再向容器中加入1molN2，3mol H2，反应再次达到平衡时，氢气的转化率将___________（填“增大”或“减小”或“不变”）。

（3）标准状况下，将22.4 mL的氨气通入100 mL 0.01 mol·L-1的盐酸中，充分反应后，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是________________________。

（4）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，该过程的化学反应方程式为____________________。

（5）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，其实验简图如图所示，写出阴极的电极反应式____________________。

Answer 1

【答案】 D 2.08 增大 c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3+(NH4)2SO4 N2+6e-+6H+=2NH3

【解析】（1）A．a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2，不能说明达到判断状态，取决于起始配料比和转化程度，故A错误；B．催化剂能同等程度加快正反应和逆反应速率，故B错误；C．高温既有利于加快反应速率，但此时平衡逆向移动，不利于提高氨气的产率，故C错误；D．高压可以加快反应速率，也能促进平衡正向移动，有利于提高氨气的产率，故D正确；答案为D。

（2）根据 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）氢气的变化量为1.8mol，则反应消耗N2物质的量为1.8mol×=0.6mol；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；
（3）标准状况下，若将22.4mL的氨气通入100mL0.01mol/L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-）；
（4）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；
（5）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。