- 氨的化学性质
- 共17题
18.下列反应中的氨与反应4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O中的氨作用相同的是( )
正确答案
解析
2Na+2NH3→2NaNH2+H2↑反应中,NH3中N元素的化合价不变,故A错误;
2NH3+3CuO→3Cu+N2+3H2O反应中,氨气中N元素的化合价升高,则氨气作还原剂,故B正确;
4NH3+6NO→5N2+6H2O反应中,氨气中N元素的化合价升高,则氨气作还原剂,故C正确;
3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2反应中,氨气中H元素的化合价降低,则氨气作氧化剂,故D错误.
故选BC.
考查方向
解题思路
4NH3+5O2→4NO+6H2O反应中氨气中N元素的化合价升高,则氨气作还原剂,根据化合价的变化分析.
易错点
本题考查了氨气的性质,侧重于氧化还原反应知识应用的考查,注意根据氨气中N元素的化合价变化分析,题目难度不大.
知识点
22.将O2和NH3的混合气体448mL通过加热的三氧化二铬,充分反应后,再通过足量的水,最终收集到44.8mL气体。原混合气体中O2的体积可能是(假设氨全部被氧化;气体体积均已换算成标准状况)( )
正确答案
解析
【解析】最终收集到44.8mL气体可能为氧气,也可能为NO,
当剩余气体为氧气时,发生反应有:4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,设氧气总体积为y,氨气总体积为x,则:①x+y=448mL;由于氨气完全反应,则x体积氨气消耗氧气体积为:x×
=
x,同时生成NO体积为x,生成的NO完全反应消耗氧气的体积为:x×
=
x,则:②
x+
x+44.8mL=y,联立①②解得:x=134.4mL、y=313.6mL,即:氧气体积为313.6mL;
当剩余的气体为NO时,则氧气、氨气完全反应,发生反应为:4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,剩余的44.8mL为NO,设原混合气体中氨气体积为x、氧气体积为y,则:③x+y=448mL,氨气完全反应消耗氧气体积为x×
=
x,同时生成NO体积为x,其中转化成硝酸的NO体积为:x﹣44.8mL,此过程中消耗氧气体积为:(x﹣44.8mL)×
,消耗氧气总体积为:④
x+(x﹣44.8mL)×
=y,联立③④可得:x=160.5mL、y=287.5mL,即:原混合气体中氧气的总体积为287.5mL,
根据分析可知,原混合气体中氧气总体积可能为:313.6mL或287.5mL,
故选CD.
考查方向
解题思路
发生反应为:4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,剩余的44.8mL气体可能为氧气,有可能是NO,设出混合气体中氨气体积为x、氧气体积为y,然后分别根据剩余气体为氧气、NO结合反应方程式列式计算即可.
易错点
本题考查了混合物反应的计算,题目难度较大,明确剩余气体组成为解答关键,注意掌握讨论法在化学计算中的应用,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力.
知识点
13.右图所示为电化学降解NO。下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A.该装置中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则Ag-Pt电极为阴极、Pt电极为阳极,连接阴极的B电极为负极,A为正极,故A错误;B.在电解池中阳离子移向阴极;而Ag-Pt电极已经判断出为阴极,所以电解的过程中有H+从左池移动到右池,故B错误C.阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-,故C错误;D.转移1mol电子时,阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗0.5mol水,产生1molH+进入阴极室,阳极室质量减少9g;阴极室中放出0.1molN2(2.8g),同时有1molH+(1g)进入阴极室,因此阴极室质量减少1.8g,故膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)=9g-1.8g=7.2g,故D正确;
考查方向
解题思路
A.依据图中Ag-Pt电极,硝酸根离子得到电子生成氮气,发生还原反应,可知Ag-Pt为电解池的阴极,B为电源的负极;B.电解池中阳离子移向阴极;C.阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-;D.转移1mol电子时,阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗0.5mol水,产生1molH+进入阴极室,阳极室质量减少9g;阴极室中放出0.1molN2(2.8g),同时有1molH+(1g)进入阴极室.
易错点
准确判断电极及发生的反应是解题关键
知识点
工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其部分工业流程如下:
回答下列问题:
20.已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H= +180.5 kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) △H= -905 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)= 2H2(g) △H= — 483.6 kJ/mol
则N2(g)+3H2 2NH3(g)的△H=_________;
21.如果工业上,在一定温度下,将1.5 mol N2气体和6 mol H2气体通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为____________。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_________;
①增大压强 ②增大反应物质的浓度
③使用催化剂 ④降低温度
22.合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列哪种方法:________(填编号)
①过滤 ②蒸馏 ③渗析 ④萃取
理由是___________________________________;
23.可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反应的化学方程式为______________________________;
24.假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水___________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH _______14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。
正确答案
-92.4 kJ/mol
解析
已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H= +180.5 kJ/mol ①
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) △H= -905 kJ/mol ②
2H2(g)+O2(g)= 2H2(g) △H= — 483.6 kJ/mol ③
则[①×2—② + ③×3]/2可得N2(g)+3H2 2NH3(g)的△H=(180.5×2+905-483.6×3)/2 kJ·mol—1= —92.4 kJ/mol;
考查方向
解题思路
依据化学原理(反应热、化学平衡、溶液中的离子平衡)解题。
易错点
(5)假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水___________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH _______14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。如不按100 mL的容量瓶计算而错误的用“需用体积80 mL”求解等。
正确答案
0.057;①②
解析
依据 N2(g)+ 3H2 2NH3(g)
起始浓度/ kJ·mol—1 1.5 6 0 Σn1 =7.5 mol
变化浓度/ kJ·mol—1 x 3x 2x
平衡浓度/ kJ·mol—1 1.5- x 6-3x 2x Σn2 =(7.5-2x )mol
又有:p1/p2 =Σn1/Σn2,得:1/0.8 =7.5 mol/(7.5-2x )mol,x=0.75
则其平衡常数为:K= c2(NH3)/c(N2)c3(H2) =(2x)2/(1.5- x)( 6-3x)3≈0.0569。
能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是:①增大压强、②增大反应物质的浓度。温度改变会改变平衡常数、催化剂不改变平衡移动方向。
考查方向
解题思路
依据化学原理(反应热、化学平衡、溶液中的离子平衡)解题。
易错点
(5)假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水___________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH _______14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。如不按100 mL的容量瓶计算而错误的用“需用体积80 mL”求解等。
正确答案
②;通过温度的改变而改变物质的状态,达到分离的目的。
解析
合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法是通过改变物质的聚集状态(使氨液化)而实现分离的,故其原理类似于 ②蒸馏(是把液体变为气体实现分离的)。
考查方向
解题思路
依据化学原理(反应热、化学平衡、溶液中的离子平衡)解题。
易错点
(5)假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水___________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH _______14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。如不按100 mL的容量瓶计算而错误的用“需用体积80 mL”求解等。
正确答案
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
解析
检验输送氨气的管道是否漏气,是利用氯气的强氧化性和氨气的还原性。
考查方向
解题思路
依据化学原理(反应热、化学平衡、溶液中的离子平衡)解题。
易错点
(5)假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水___________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH _______14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。如不按100 mL的容量瓶计算而错误的用“需用体积80 mL”求解等。
正确答案
25 mL;小于。
解析
①依据稀释前后溶质的量不变,得:20 mol·L—1·V(浓氨水)=5 mol·L—1×100 mL,
V(浓氨水)=25 mL。
②盐酸与氨水反应后呈中性的溶液是:NH4Cl和少量NH3·H2O。
假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,设盐酸的pH=b,若a+b=14,则氨水过量较大(氨水是弱电解质),反应混合液会呈碱性(多余的氨水电离为主)。故使氨水略过量,则有a+b<14,b<14-a。
考查方向
解题思路
依据化学原理(反应热、化学平衡、溶液中的离子平衡)解题。
易错点
(5)假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水___________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH _______14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。如不按100 mL的容量瓶计算而错误的用“需用体积80 mL”求解等。
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=—92.4kJ•mol‾1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
28.步骤II中制氢气原理如下:
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是 .
a.升高温度
b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂
d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量.若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为 .
27.天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: .
29.图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数: .
30.依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图.
31.上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号) ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: .
正确答案
a 90%
解析
反应①CH4(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1,是气体体积增大的吸热反应,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,说明平衡正向进行,又能加快反应速率,说明影响反应速率的条件可以是升温、加压、增大浓度等,分析反应特征可知反应正向进行且反应速率增大的只有升温平衡向吸热反应进行,平衡正向进行反应速率增大;a.反应是吸热反应,升高温度,反应速率增大,平衡正向进行,平衡体系中H2百分含量增大,故a符合;b.增大水蒸气浓度,平衡正向进行,反应速率增大,但平衡体系中H2百分含量不一定增大,故b不符合;c.加入催化剂,改变反应速率不改变化学平衡,反应速率增大,氢气百分含量不变,故c不符合;d.降低压强,反应速率减小,平衡逆向进行,氢气百分含量减小,故d不符合;故选a;利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量,若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)中 CO为0.2mol,H2的物质的量为0.8mol,与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,依据反应前后气体体积不变,增加的部分应该是起始的水蒸气的物质的量为0.18mol,设转化的一氧化碳的物质的量为x,依据化学平衡三段式列式计算CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJ•mol-1起始量(mol) 0.2 0.18+x 0 0.8
变化量(mol) x x x x
平衡量(mol)0.2-x 0.18 x x+0.8则0.2-x+x+x+0.8=1.18 x=0.18则CO转化率为0.18/0.2×100%=90%故答案为:a;90%;
考查方向
本题主要考查了化学反应进行的方向化学平衡硫及其化合物。
解题思路
反应①是气体体积增大的吸热反应,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,说明平衡正向进行,又能加快反应速率,说明影响反应速率的条件可以是升温、加压、增大浓度等,分析反应特征可知反应正向进行且反应速率增大的只有升温平衡向吸热反应进行,平衡正向进行反应速率增大,依据平衡移动原理和影响反应速率因素分析判断;依据化学平衡三段式列式计算;
易错点
1、化学平衡影响因素分析,掌握基础是关键。
2、平衡计算应用
3、注意反应特征的计算应用,图像绘制。
正确答案
2NH4HS+O2 2NH3·H2O+2S↓
解析
H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS,一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,反应过程中生成一水合氨,依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为:2NH4HS+O2==2NH3•H2O+2S;
故答案为:2NH4HS+O2==2NH3•H2O+2S;
考查方向
解题思路
H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS,一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,反应过程中生成一水合氨,依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式;
易错点
1、化学平衡影响因素分析,掌握基础是关键。
2、平衡计算应用
3、注意反应特征的计算应用,图像绘制。
正确答案
14.5%
解析
依据反应特征N2+3H2=2NH3 △V
1 3 2 2
平衡体积 V V
即反应前后气体体积减小为生成氨气的体积,相同条件下,气体体积比等于气体物质的量之比,图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%,设平衡混合气体体积为100,氨气为体积42,则反应前气体体积100+42=142,氮气和氢气按照1:3混合,氮气体积=142×1/4=35.5,依据化学方程式计算反应的氮气体积为21,平衡状态氮气为35.5-21=14.5,则氮气体积分数为14.5%;
故答案为:14.5%;
考查方向
解题思路
依据反应特征N2+3H2=2NH3,反应前后气体体积减小为生成氨气的体积,相同条件下,气体体积比等于气体物质的量之比,图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%,设平衡混合气体体积为 100,氨气为体积42,计算反应的氮气,依据气体体积比计算原混合气体中氮气体积,得到平衡状态下氮气体积分数;
易错点
1、化学平衡影响因素分析,掌握基础是关键。
2、平衡计算应用
3、注意反应特征的计算应用,图像绘制。
正确答案
解析
合成氨的反应是放热反应,开始反应,氨气物质的量增大,达到平衡状态,继续升温,平衡逆向进行,氨气物质的量减小,画出的图象为:
;
故答案为:
;
考查方向
解题思路
依据反应是气体体积减小的放热反应,结合平衡移动原理分析判断;
易错点
1、化学平衡影响因素分析,掌握基础是关键。
2、平衡计算应用
3、注意反应特征的计算应用,图像绘制。
正确答案
Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用。
解析
分析流程合成氨放热通过Ⅳ热交换器加热反应混合气体,使反应达到所需温度,提高合成氨原料总转化率,依据平衡移动原理分析,对原料气加压、分离出氨气促进平衡正向进行,把平衡混合气体中氮气和氢气重新循环使用,提高原理利用率;故答案为:Ⅳ,对原料气加压,分离液氨,未反应的氮气和氢气循环使用。
考查方向
解题思路
依据反应是气体体积减小的放热反应,结合平衡移动原理分析判断;
易错点
1、化学平衡影响因素分析,掌握基础是关键。
2、平衡计算应用
3、注意反应特征的计算应用,图像绘制。
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