23．氨气是重要的化工原料，工业上由N2和H2在一定条件下合成。
(1)已知H2的标准燃烧热为△H1＝－akJ·mol－1，NH3的标准燃烧热为△H2＝－bkJ·mol－1。则合成氨反应：
-1N2(g)＋3H2(g)噲垐??2NH3(g)的△H3＝_________ kJ·mol (用含a、b的代数式表示)。
(2)合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 噲垐??2NH3(g)在一定温度下能自发进行，则△H3______0(填“>”或“<”)，原因是__________。
(3)一定温度下，向体积为2L的密闭容器中通入一定量的N2和H2反生反应，有关物质的量随反应时间的变化如图所示。该温度下，反应的平衡常数为_________________。
若在t4时刻，同时向体系中再通入0.5 mol N2和1moNH3，t5时刻重新达到平衡，请在下图中画出t4~t6时间段逆反应速率随时间的变化图_____________。
(4)文献报道，常压下把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中，采用高质子导电
＋
性的SCY陶瓷(能传递H)为介质可在电极上直接生成氨气。阴极的反应方程式为___________。
【答案】-3a+2b < 此反应熵是减少即△S<0，要让此反应发生则△H<0 1000
? N2?6H?6e=2NH3
【解析】 【详解】
mol1，NH3的标准燃烧热为△H2＝－bkJ·mol1，可写出对应的（1）已知H2的标准燃烧热为△H1＝－akJ·热化学方程式H2(g)?－－
1O2(g)?H2O(g)?H1??akJ·mol－1，2313NH3(g)?O2(g)?N2(g)?H2O(g)VH2＝－bkJ·mol－1， 则要得到N2(g)＋
4223H2(g)噲垐??2NH3(g)，根据盖斯定律，△H3＝-3a+2b；
（2）合成氨反应在一定温度下能自发进行，则反应放热，△H3＜0，此反应熵是减少即△S<0，要让此反应发生则△H<0；
（3）根据图像可知，平衡时，氢气剩余0.2mol，氮气剩余0.5mol，氨气剩余1mol，平衡常数为
12()c(NH3)2K?3??1000，若在t4时刻，同时向体系中再通入0.5 mol N2和1moNH3，0.20.5c(H2)?c(N2)()3g()2222()2c(NH3)2??2000＞K，平衡逆向进行，可得到图像 此时的Qc?31c(H2)?c(N2)(0.2)3g()222；
?（4）阴极发生还原反应，因此是氮气放电，电极方程式为N2?6H?6e=2NH3。
24．苯乙酸铜是合成纳米氧化铜的重要前驱体之一，可采用苯乙腈()为原料在实验室
进行合成。制备苯乙酸的装置如右图(加热和夹持仪器略去)。已知苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，易溶于乙醇。
在250 mL三口瓶A中加入70 mL质量分数为70%的硫酸和几片碎瓷片，加热至100℃，再缓缓滴入46.8 g苯乙腈，然后升温至130℃，发生反应:
+2H2O+ H2SO4
请回答:
+ NH4HSO4
(1)甲同学提出为使反应物受热均匀,可以采取水浴加热。老师否定了这个建议,原因是_______。 (2)乙同学提出装置中缺少温度计，温度计水银球的合理位置是_______。 (3)本实验采用了滴液漏斗。与普通分液漏斗相比,滴液漏斗的优点是_______。
(4)反应结束后需先加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是_______，分离出苯乙酸的操作是_______。
(5)提纯粗苯乙酸最终得到19 g纯品，则苯乙酸的产率是_____%(结果保留整数)。
(6)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后加入Cu(OH)2，搅拌30 min，过滤。滤液静置一段时间可以析出苯乙酸铜晶体。此步骤中用到乙醇的作用是______ ；写出此步发生反应的化学方程式_______。
【答案】 水浴加热的温度达不到130℃ 放在反应混合液中，但不能接触烧瓶内壁 三口瓶和滴液漏斗中气压相通，液体能顺利滴下 降低温度，减小苯乙酸的溶解度，便于苯乙酸析出 过滤 35 促进苯乙酸的溶解，以利于苯乙酸充分反应
【解析】(1)甲同学提出为使反应物受热均匀,可以采取水浴加热。但水浴加热的温度达不到130℃，故老师否定了这个建议；(2)温度计水银球的合理位置是放在反应混合液中，但不能接触烧瓶内壁；(3)滴液漏斗的优点是三口瓶和滴液漏斗中气压相通，液体能顺利滴下；(4) 因为反应混合物中有浓硫酸，所以要将混合物倒入冷水中，反应结束后加适量冷水，降低温度，减小苯乙酸的溶解度，则加入冷水可便于苯乙酸析出；苯乙酸从溶液中析出，故分离出苯乙酸的操作是过滤；(5) 由反应
+2H2O+ H2SO4
乙酸为46.8g×
=54.4g，最终得到19g纯品，则苯乙酸的产率是
+ NH4HSO4可知，46.8g苯乙腈生成苯×100%=35%；(6) 苯乙酸微溶于冷水，
溶于乙醇，为了充分反应，混合溶剂中加乙醇增大苯乙酸的溶解度，便于充分反应；将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后加入Cu(OH)2，搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间可以析出苯乙酸铜
晶体，发生反应的化学方程式为：。
漳州市重点名校2024-2024学年高二下学期期末综合测试化学试题含解析
