高三化学氨和铵盐人教实验版知识精讲

高三化学氨和铵盐人教实验版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
氨和铵盐
1、合成氨工业
2、氨气
3、铵盐
二. 重点、难点
1、理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件；了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。

2、掌握实验室制取氨的反应原理，仪器装置、收集、检验及干燥方法。

3、认识氨分子的结构，记住氨的物理性质，掌握氨的化学性质，初步掌握氨水显弱碱性的原因。

4、了解铵盐的组成，掌握铵盐的部分物理性质和化学性质，掌握铵离子的检验方法。

三. 复习过程
（一）合成氨工业
1. 合成氨的反应原理
（1）氮气和氢气生成氨气的化学方程式：
（2）反应特点：合成氨反应是一个可逆反应；反应物N2分子键能大，极不活泼，通常条件下反应难以进行；正反应是一个气体体积缩小的反应；正反应是一个放热反应。

（3）反应条件：工业上通常采用以铁触媒为主的催化剂，在高温和高压的条件下合成氨。

2. 工业上合成氨的适宜条件的选择
（1）选择生产条件时主要考虑的几个因素：
平衡问题——尽可能提高反应混合物中所需物质的百分含量；
速率问题——尽可能缩短反应到达平衡所需要的时间；
生产成本问题——尽可能降低对耐高温、高压设备所需材料的要求；
绿色化学理念——注意环境保护，原子利用率接近百分之百。

（2）工业上合成氨的适宜条件选择
①高压：合成氨反应是有气体参加的反应，加压可加快反应速率；合成氨反应是气体体积缩小的反应，加压可促进平衡向正反应方向移动，提高反应物的转化率。

高压既有利于加快反应速率，又利于增大反应程度，提高氨气的产率，但增压受到动力、设备耐压程度等的限制，结合实际生产条件，通常选择10MPa∽30MPa的气压。

②高温与恒温：因N2非常不活泼，必须在高温下才能与氢气发生反应，因此高温有利于加快反应速度；合成氨反应是放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动，不利于增大反应程度，因此，生产中必须使用热交换器，将反应放出的热量传出（如给原料预热等），使体系保持恒定的温度；催化剂铁触媒在400∽500℃左右时具有最大的催化活性。

因此，综合考虑各因素，合成氨反应选择400∽500℃左右的温度。

③使用催化剂：催化剂只加快反应速率，不影响平衡移动，但使用催化剂可以使合成氨生产在较低温度下达到较快的速率，提高氨气的单位时间产量，因此催化剂解决了较高温度不利于获得较高N2、H2转化率的矛盾。

在实际生产中，还需要将生成的混合气冷却使氨气液化，及时从混合物中分离出来，以提高原料的转化率，并且不断向循环气中补充N2、H2，以提高反应物的浓度。

3、合成氨的基本生产过程
合成氨生产主要包括三个步骤：
造气———制备合成氨的原料气
净化———原料气的净化处理
合成———使原料气进行化学反应合成氨
（1）造气
①N2的制备：合成氨需要的N2取自空气中。

通常有两种方法：一种是将空气先降温高压液化，再减压蒸发出氮气，同时分离出氧气。

另一种是将空气中的氧气跟碳作用，生成二氧化碳，再除去二氧化碳得氮气。

②H 2的制备：H 2来源于水和碳氢化合物。

用水蒸气与焦炭或碳氢化合物在高温下反应制得H 2和二氧化碳，再除去二氧化碳得氢气。

（2）净化
合成氨需要纯净的氮气和氢气。

在制取原料气的过程中常混有杂质，其中某些杂质会使合成氨所用的催化剂中毒，所以必须除去。

这一过程称为原料气的净化。

如用稀氨水吸收硫化氢气体：H 2S+NH 3·H 2O= NH 4HS+ H 2O ，另外原料气中产生的一氧化碳必须转化为二氧化碳：
，用碳酸钾溶液吸收二氧化碳：K 2CO 3+CO 2+H 2O=2KHCO 3
（3）合成与分离
原料气净化、压缩后通入合成塔，从塔口进气，经热交换器与塔内反应后的高温气体逆流交换热量后，进入接触室与铁触媒接触反应，从塔下口出气。

从合成塔出来的混合气通常含有15%的氨气。

混合气经水冷器冷却后，进入氨分离器得到液氨，未反应的N 2和H 2经循环压缩机压缩后再通入合成塔中进行反应。

虽然合成氨反应的产率不高，但经过循环反应后，N 2和H 2可以全部转化为NH 3。

（二）氨气
1、氨的分子结构：
电子式：H
:
N :H H ⋅⋅⋅
⋅ 结构式：H
|N H |
H - 空间结构示意图：
（1）氨分子的空间构型为三角锥形→属于极性分子 ① 易液化， （2）氮原子非金属性强，原子半径小→易形成氢键 ②极易溶于水
（3）氮原子具有一对孤对电子→易形成配位键 ③与H +、Ag +、Cu 2+等形成络离子 （4）氮原子呈－3价→表现还原性 ④与氧气、氯气、氧化铜反应
2、氨气的物理性质：无色有刺激性气味的气体，容易液化，极易溶于水。

3、氨气的实验室制法
（1）反应原理：氯化铵与消石灰固体混合加热的化学方程式：
O H 2NH 2CaCl )()OH (Ca )(Cl NH 223224+↑+∆
+固固
（2）制取装置：同于实验室用KClO 3和MnO 2固体混合加热制O 2的装置。

（3）收集：只能用向下排空气法。

因氨气比空气密度小，易与空气发生对流，所以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH 3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。

（4）干燥：常使用碱石灰，不能用CaCl 2、浓硫酸和五氧化二磷。

（5）验满：常用湿润的红色石蕊试纸及酚酞试纸或沾有浓盐酸的玻璃棒。

（6）快速制氨气的方法：用浓氨水加固体NaOH 或新制生石灰或氯化铵微热。

4、氨的化学性质 （1）与水反应： NH 3＋H 2O
NH 3.H 2O
NH 4＋
＋OH
－
①氨水的成分有：NH 3、H 2O 、O H NH 23⋅、+
4NH 、-OH 、H +，氨水中的溶质仍是氨
分子。

氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越大，密度越小。

②喷泉实验：
喷泉实验的操作要点：烧瓶中充满干燥气体，挤出胶头滴管中的水，打开止水夹。

喷泉实验的原理：气体在溶液中溶解度大或者可与液体发生剧烈反应，且不再产生新的气体或者气体体积急剧减小，造成烧瓶内外压强差较大，即可发生“喷泉”现象。

喷泉实验成功的关键：收集氨气的烧瓶要干燥；收集的氨气要全充满；装置要密闭不漏气；玻璃管的长度不能过长；实验不可能实现全充满。

（2）与酸反应 NH 3+HCl=NH 4Cl
2NH 3+H 2ＳO 4＝（NH 4）2ＳO 4
①NH 3遇H Ｃｌ、HNO 3产生大量白烟，该现象可用于氨气和氯化氢的检验；
②+
4NH 结构式为+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡→-H |H N H |H ，电子式为+
⎥
⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅
⋅H H :N :H H ；
③氨分子还易与Ａｇ＋
、Ｃｕ2＋
、ＺN 2＋
等形成配位键。

（3）具有还原性： O H 6NO 4C
800Pt
O 5NH 422
3+↑︒+ Cl NH 6N Cl 3)(NH 84223+↑=+过量
（三）铵盐：
铵盐均是易溶于水的无色晶体。

铵盐是由非金属原子组成的离子晶体，晶体中均含有极性共价键、配位键和离子键。

1、水解性：铵盐在水溶液中铵根离子的水解。

NH 4＋
＋H 2O
NH 3H 2O ＋H ＋
2、与强碱反应：铵盐与强碱反应产生的氨气常用于检验铵根离子和铵盐：
O H NH OH NH 234+↑∆
+-
+
①能与碱溶液反应放出气体的化合物一定是铵盐；
②弱酸的铵盐既能与酸反应（（弱酸根水解），又能与碱反应（铵根离子水解））； 3、热稳定性：
O H CO NH HCO NH 22334+↑+↑∆ 4234
24SO H NH 2SO )NH (+↑∆
①铵盐受热均易分解生成氨气和酸； ②氯化铵分解产生“升华”现象；
③硫酸铵在高温时会发生氧化还原反应，生成氮气、二氧化硫和水； ④硝酸铵受热或受撞击都会发生爆炸。

【典型例题】
例1、下列有关合成氨工业的叙述，可用勒沙特列原理来解释的是（ ）
A、使用铁触媒，使N2和H2的混合气体有利于合成氨
B、高压比常压条件更有利于合成氨的反应
C、500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D、合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
分析：由于使用铁触媒能同等程度地加快正、逆反应速度，V正和V逆仍然保持相等，所以它不破坏化学平衡状态，平衡不发生移动，只能缩短达到合成氨平衡的时间，显然，选项A不能用勒沙特列原理解释。

合成NH3的反应特点之一是正反应是气体体积缩小的反应，当其他条件不变时，增大压强平衡向减小压强即向气体体积减少的方向移动，所以高压将有利于NH3的合成，选项B符合。

合成NH3的另一特点是正反应为放热反应，低温虽有利于平衡向正反应方向移动，但反应速率太慢，生产周期太长，所以在生产上一般采用提高温度（500℃）加快反应速率的方法来提高NH3的生产率。

另一方面，选用500℃是考虑到此温度下催化剂活性最大，因此选项C不能用勒沙特列原理来解释。

合成氨采用循环操作，并没有涉及化学平衡的移动，因此选项D也不能用勒沙特列原理解释。

答案B
例2、有关氨的说法不正确的是（）
A、NH3是4核10电子极性分子，三角锥型，具有还原性
B、NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂
C、氨气是非电解质，氨水是电解质
D、蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气可产生白烟
分析：NH3分子中氮元素－3价是最低价态，因此NH3具有还原性，A正确；根据相似相溶原理知极性分子NH3易溶于极性溶剂H2O，氨的蒸发热很大，可作制冷剂，B正确；电解质、非电解质都指化合物，而氨水是混合物，故C不正确；浓盐酸与NH3作用产生白色晶体NH4Cl，故D正确。

答案C
例3、实验室里可按下图所示的装置干燥、贮存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R 是（）
A、NO2
B、HCl
分析：
气体R 的密度比空气小，A 、B 不正确。

因为多余的R 气体可用水吸收，该气体应易溶于水，故R 为NH 3。

答案D
例4、在标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入干燥纯净的NH 3、含一半空气的氯化氢气体、NO 2和O 2的混合气体〔V （NO 2）∶V （O 2）=4∶17〕。

然后分别做喷泉实验，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为（ ）
A 、2∶1∶2
B 、5∶5∶4
C 、1∶1∶1
D 、无法确定 分析：NH 3、HCl 溶于水后，溶液的体积即为被溶解了的气体体积，c =
4
.221 mol·L －
1。

由4NO 2+O 2+2H 2O====4HNO 3可知，当O 2过量时，每消耗4 mol NO 2、1 mol O 2，则生成4 mol HNO 3，c （HNO 3）=
1
-mol L 22.4mol 5mol 4⋅⨯=54×4
.221 mol·L －
1。

答案B
例5、A 、B 、C 、D 为常见气态单质。

已知：①A 和B 可以在放电条件下发生化合反应，其产物还可与B 化合生成红棕色气体；②C 分别与A 、B 反应生成的两种化合物分子中都含有10个电子；③C 和D 反应生成的化合物易溶于水，在其溶液中滴加AgNO 3溶液，生成白色沉淀。

请回答：
（1）C 和D 反应生成的化合物的电子式是_______。

（2）上述②中化合物的热稳定性_______强于_______。

（填写化学式）
（3）将D 通入B 、C 生成的化合物中，发生反应的化学方程式是_______________。

（4）A 、C 、D 所含元素可组成一种离子化合物，该化合物发生水解反应的离子方程式是_________。

分析：因为A 和B 可以在放电的条件下发生化合反应，其产物还可与B 化合生成红棕色气体，所以A 为N 2，B 为O 2。

C 分别与N 2、O 2反应生成10e －
化合物，则C 为H 2。

D 与H 2反应生成的化合物易溶于水，且与AgNO 3溶液反应产生白色沉淀，D 为Cl 2。

答案：（1）H ∶∶（2）H 2O NH 3
（3）Cl 2+H 2O====HCl+HClO （4）NH +4+H 2O
NH 3·H 2O+H +
例6、（1）判断下列几种气体（括号内为溶剂或反应物溶液），按如图装置加入，能看到喷泉现象的是（ ）
A 、HCl （H 2O ）
B 、CO 2（H 22NaOH 溶液） D 、NH 3（汽油） （2）（1）题中能形成喷泉的原因是___________________________________________。

（3）某学生试图用氨气和水去做喷泉实验，结果实验失败，试分析实验失败可能的原因。

分析：（1）此题起点低，从课本知识点入手须深入理解喷泉实验的原理，再进行类比迁移。

具体思路为：HCl 和NH 3极易溶于水形成喷泉，再把概念外延，气体极易溶于某一溶剂或溶液便形成喷泉，选A 、C 。

（2）形成喷泉要知其所以然，该小题的能力要求显然高于（1）小题。

气体极易溶解（如有少量水进入后能溶解大量气体）。

导管容器内气体物质的量减小，由物理公式pV =nRT 知容器内压强减小，容器内外产生较大压强差，从而形成喷泉。

（3）实验失败原因的分析则需要学生大胆假设，在理解基础上需进行创新。

其实验失败可能的原因有：制备氨气时烧瓶潮湿；装置漏气；滴入烧瓶里的水太少，导管又偏长；或氨气中混入了空气等。

答案：（1）AC
（2）气体极易溶解，导致容器内压强减小，致使容器内外产生较大压强差，从而形成喷泉
（3）制备氨气时烧瓶潮湿；装置漏气；滴入烧瓶里的水太少，导管又偏长；氨气中混入了空气等。

例7、从物质A （某正盐）的水溶液出发，有下列一系列变化：
含
的溶液
A F 气体 D
后（1）写出A 、B
A 、_______，
B 、_______，
C 、_______，
D 、_______，
E 、_______，
F 、_______。

（2）写出A 溶液分别与稀硫酸、氢氧化钾溶液反应的离子方程式______________；____________。

分析：由C+氨水−→−
A ，D+C 的溶液−→−A ，知D 为NH 3，则A 为铵盐，由A 与酸反应，又可与碱反应，且A 为正盐知A 为弱酸弱碱盐，A 与稀硫酸反应生成
B 是（NH 4）2SO 4，推知F 为K 2SO 4，E 为K 2SO 3，
C 为SO 2。

答案：（1）（NH 4）2SO 3 （NH 4）2SO 4 SO 2 NH 3 K 2SO 3 K 2SO 4
（2）SO -
23
+2H +
====SO 2↑+H 2O
NH +4
+OH －
∆
====NH 3↑+H 2O
例8、下图中，A 是一种无色液体，G 是极易溶于水的碱性气体，Y 是胃酸的主要成分，K 是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反应⑤是工业制X 的主要反应之一。

请按要求填空：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
A
A
A
B
C
D E
F
G H I
J
K
X X
Y 电解
（1）写出下列物质的化学式：
A ：______________，E ：________________，F ：_______________，Y ：________________。

（2）反应⑤的化学方程式为：____________。

（3）1 mol B 通过反应②得到1 mol F ，B 中F 的质量分数为72%，则B 的化学式为：_______。

分析：（1）由G 为极易溶于水的碱性气体知G 为NH 3；又D+E −→−
NH 3；A （无色液体）
D+C ，则D 为H 2（因电解液体时不可能得到N 2），E 为氮气；又C+NH 3−→−
A+J 则C 为O 2，A 为H 2O ，J 为NO ；因为Y 为胃酸的主要成分，则Y 为HCl ，又I+HCl −→−
X+K （不溶于稀HNO 3的白色沉淀），则K 为AgCl ，X 为酸且物质I 中含Ag +。

又由反应⑤：4NH 3+5O 2
4NO+6H 2O 是制备X 的主要反应之一，所以X 为HNO 3而
H 2O+H −→−NO+HNO 3，则H 为NO 2，又F+HNO 3−→−H 2O+NO 2+I （含Ag +），所以I 为
AgNO 3，F 为Ag 。

（3）因B −→−N 2+Ag ，故B 中只含N 和Ag 两种元素，根据题意设B 的化学式为AgN n ，
则有1∶n =
108%72∶14
%28，n =3，B 的化学式为AgN 3。

答案：（1）H 2O N 2 Ag HCl （2）4NH 3+5O 2催化剂∆
======4NO+6H 2O （3）AgN 3
【模拟试题】
1、如图表示温度、压强对平衡N 2+3H 2
2NH 3 △H ＜0的影响，Y 轴是指（ ）
A 、平衡气体中NH 3的百分含量
B 、H 2的转化率
C 、N 2的物质的量
D 、正反应速率
2、下列事实不能用勒沙特列原理来解释的是（ ） A 、往硫化氢水溶液中加碱有利于S 2－
的增加 B 、加入催化剂有利于氨氧化的反应 C 、高压有利于合成氨的反应
D 、500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
3、合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又使反应速率加快，可采取的办法是（ ） A 、增大c （N 2）或c （H 2） B 、减压
C 、加压
D 、减小c （N 2）或c （H 2）
4、密度为0.91g/cm 3的氨水，质量分数为25%，该氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的质量分数（ ）
A 等于12.5% B. 大于12.5% C. 小于12.5% D. 无法确定 5、有关氨的性质的叙述中正确的是（ ） A 、氨不能在空气中燃烧
B 、氨水显碱性
C 、氨气和酸相遇都能产生白色烟雾
D 、在反应NH 3+H +==NH 4+中，氨失去电子被氧化 6、在1mol/L 的氨水中（ ）
A 、含有1mol 氨分子
B 、含NH 3和NH 4+之和为1mol
C、含NH3·H2O1mol
D、含NH3、NH3·H2O、NH4+之和为1mol
7、四支试管分别充满O2、NO2、Cl2、NH3四种气体，把它们分别倒立于盛有下列各种液体的水槽中，发生的现象如下图所示，其中充满Cl2的试管是（）
A B C D
8、从某些性质看，NH3与H2O相当，NH4+与H3O+相当，NH2－与OH－相当，NH2－与O2－相当，下列有关的化学方程式，不正确的是（）
A、氯化铵与KNH2反应：NH4Cl+KNH2==KCl+2NH3↑
B、二价活泼金属与液氨反应：M+2NH3==M（NH2）2+H2↑
C、盐酸与MNH反应：2HCl+MNH==MCl2+NH3↑
D、氯化铵与MO反应：2NH4Cl+MO==M（NH2）2+2HCl+H2O
9、同主族元素所形成的同一类型的化合物，往往其结构和性质相似，化合物PH4I是一种无色晶体，下列有关它的描述，正确的是（）
A、它是一种共价化合物
B、在加热条件下，可以分解成有色气体
C、这种化合物不能跟碱发生反应
D、该化合物可由PH3跟HI化合生成
10、氢化铵（NH4H）与氯化铵结构相似，又已知NH4H与水反应有氢气产生，下列叙述不正确的是（）
A、NH4H的电子式是：
B、NH4H固体投入少量水中，有两种气体产生
C、NH4H中的H－离子半径比锂离子半径大
D、NH4H溶于水后，形成的溶液呈酸性
11、下列混合物可用加热方法分离的是（）
A、晶体碘与氯化铵
B、硝酸钾与二氧化锰
C、硫酸钾与氯酸钾
D、氯化铵与氯化钡
12、能把Na2SO4、NH4NO3、KCl和（NH4）2SO4四瓶无色溶液加以区别（必要时可加热）的一种试剂是（）
A、BaCl2
B、Ba（NO3）2
C、Ba（OH）2
D、NaOH
13、下列反应中，氨作氧化剂的是（）
A、2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑
B、NH3+HCl=NH4Cl
C、4NH3+5O2=4NO+6H2O
D、2NH3+3CuO=N2+3H2O+3Cu
14、Na3N是离子化合物，它与水反应可以产生NH3，下列叙述正确的是（）
A、Na3N与盐酸反应后生成两种盐
B、在Na3N与水反应中，Na3N作为还原剂
C、Na+与N3－的电子层结构与氖原子相同
D、Na+的半径大于N3－的半径
15、有一种盐X和NaOH反应，产生有刺激性气体Y，Y经过一系列氧化之后，再溶于水可得到一种酸Z，Y与Z反应又可以生成X，X为（）
A、NH4NO3
B、NH4Cl
C、（NH4）2SO4
D、（NH4）2CO3
16、下列关于氨与铵盐的叙述正确的是（）
A、铵盐加热时都能产生NH3，并可以用湿润的红色石蕊试纸检验
B、干燥NH3时，不可以用酸性干燥剂，用中性干燥剂CaCl2即可
C、铵盐作氮肥时，与石灰石混用效果更好
D、铵盐的物理共性是铵盐都是晶体，都能溶于水
17、下列离子方程式错误的是（）
A、实验室制NH3：NH4++OH－=NH3↑+H2O
B、NH3通入稀H2SO4中：NH3+H+=NH4+
C、氨水中加入盐酸：NH3·H2O+H+=NH4++H2O
D、NaOH溶液与NH4Cl溶液共热：NH4++OH－=NH3·H2O
18、若以W1和W2分别表示浓度为amol/L和bmol/L的氨水的质量分数，且知2a=b，则下列推断正确的是（注：氨水的密度小于1）（）
A、2W1=W2
B、2W2=W1
C、W2>2W1
D、W1<W2<2W1
19、氨水中存在的微粒有_________________________。

如果将收集的一试管氨气，打开塞子，倒置于含有酚酞的水中，现象是__________________ ，将试管中的溶液倒掉2/3，加热，同时试管口上方放一湿润的红色石蕊试纸，试纸变____色。

有关反应的化学方程式是____________________________。

20、某混合气体中可能含有N2、O2、Cl2、HCl、NH3、NO、NO2中的两种或多种气体，现将此无色透明的混合气体通过浓硫酸后，气体体积明显减小，当剩余气体与空气接触时，立即变为红棕色，则原混合气体中一定含有的气体是，一定不存在的气体是，可能存在的气体是。

21、常温下一混合气体，可能由Cl2、HCl、NO、H2、O2、CO2、N2、NH3中的若干种组成。

取200mL该混合气体作如下实验：
（1）将混合气体通过足量的浓H2SO4，体积减少40mL；
（2）剩余气体通过Na2O2粉末，经充分反应，体积又减少40mL；
（3）再将余下的气体引燃后冷却至室温体积又减少105mL。

（4）将（3）余下的气体通过足量的灼热的铜丝，体积又减少5mL，最终余下10mL 气体。

已知整个实验过程中气体无颜色变化，则混合体是由___ __组成，其物质的量之比为____ _____。

22、资料显示：“氨气可以在纯氧中安静地燃烧……”。

某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是________；碱石灰的作用是：_____________。

（2）将产生的氨气与过量的O2通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热，氨催化氧化的化学方程式是：_____ ________，试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是：_______ ____________。

（3）将过量的O2与A产生的NH3分别从a、b两管的进气口通入装置C中，并在b 管上端点燃氨气：
①两气体通入的先后顺序是：_______ __________，其理由是：__________ 。

②氨气燃烧的化学方程式是：__________________。

23、利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：
根据上述流程，完成下列填空：
（1）天然气脱硫时的化学方程式是。

（2）n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9 n mol，产生H2mol （用含n的代数式表示）
（3）K2CO3（aq）和CO2的反应在加压下进行，加压的理论依据是（多选扣分）
（a）相似相溶原理（b）勒沙特列原理（c）酸碱中和原理
（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于（写出CO2的一种重要用途）。

（5）整个流程有三处循环，一是Fe（OH）3循环，二是K2CO3（aq）循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）
24、合成氨原料可以由天然气制取。

其主要反应为：
CH4（g）+H2O（g）→CO（g）+3H2（g）
⑴1m3（标准状况）CH4按照上式完全反应，产生H2mol
⑵CH4和O2的反应为：2CH4（g）+ O2（g）→2CO（g）+4H2（g），设CH4（g）同时与H2O（g）及O2（g）反应，1m3（标准状况）CH4按照上述两式完全反应，产物气体的体积V（标准状况）为。

⑶CH4（g）和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气的O2含量不同）混合反应，产物气体的组成如下表：
2222
⑷若CH4（g）和H2O（g）及富氧空气混合反应的产物中，V（H2）/V（N2）=3∶1（合成氨反应的最佳比），则反应中的H2O（g）和富氧空气的体积比为何值？
参考答案
1、C
2、BD
3、A C
4、C
5、AB
6、D
7、C 8、D 9、BD 10、D 11、D 12、C
13、A 14、AC 15、A 16、D 17、AD 18、C
19、H2O、NH3·H2O、NH3、NH4+、OH－、H+（极少量）；水进入试管，进入试管的溶液
变红；蓝，NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH－，NH3·H2O
△
NH3↑+H2O
20、NH3，NO；HCl，NO2，O2，Cl2；N2。

21、NH3、CO2、H2、N24︰8︰7︰1
22、（1）（NH4）2CO3或NH4HCO3；吸收水和CO2。

（2）4NH3＋5O2催化剂
△
4NO＋6H2O；2NO＋O2＝2NO2
（3）①先通入O2，后通入NH3；若先通入NH3，NH3在空气中不能点燃，逸出会造成污染②4NH3＋3O2点燃2N2＋6H2O
23、本题属于化工生产题，考查了以天然气为原料，制备NH3的工业生产过程中的某些生产原理、物质的用途、物质的循环使用、理论的应用及有关计算问题。

同时考查了在复杂的工艺生产流程中，捕获信息进而综合分析问题、解决问题的能力。

本题的解题关键是读懂流程图回忆课本知识综合分析作答。

⑴中天然气脱硫用Fe（OH）3
由关系容易得到：2Fe（OH）3+3H2S═Fe2S3+6H2O。

⑵的解题关键在于正确写出CH4（g）与H2O（g）反应的化学方程式：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g），由CO为0.9nmol，可以得出生成氢气2.7nmol。

⑶是勒夏特列原理的运用，K2CO3（aq）和CO2的反应在加压下进行，加压使CO2在溶液中的溶解度增大，平衡向生成KHCO3的方向移动。

⑷主要考查CO2的用途，可以任写一种，如制纯碱、作制冷剂、干冰用于人工降雨等。

⑸在整个流程中考虑反应的循环，由知识储备知道，N2和H2合成NH3是一个可逆反应，为了原料的节约，故存在循环：
24、本题的解题关键是牢固地把握基础知识，认真分析题给条件，积极思维，拓展方法，
⑴属于基础题，只要注意单位的换算问题，容易根据方程式计算得出结果为133.9mol。

⑵需要考生对两个反应进行综合分析，可以采用极限思维法，分别求出1m3（标准状况）CH4与H2O（g）及O2（g）反应，产物气体的体积是多少，分析知道实际结果应该在两个值的范围
内，即3m3<V<4m3。

⑶主要考查学生的图表分析和数据处理能力，可以设H2O（g）为X L，O2（g）为YL，则：
X+2Y=25
3X+4Y=60
得X=10L，Y=7.5L
所以V（O2）/V（N2）=（7.5+2.5）/15=2/3
⑷给定了合成氨反应的最佳比，要求求出反应中的H2O（g）和富氧空气的体积比，可设富氧空气中O2的体积分数为a，反应用去的H2O（g）和富氧空气的体积分别为M和N，则：
（3M+4aN）/（1－a）N=3/1
即：M/N=1－7a/3。