氨气和氧气反应原理

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO₂中生成甲醇的百分比

已知：①CO和H₂的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol^-1和-285.8 kJ·mol^-1②H₂O（l）= H₂O（g） ΔH₃=44.0 kJ·mol^-1。请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：反应II的ΔH₂= kJ·mol^-1。

解析：（1）根据盖斯定律可知a＋b－c即得到反应SO2(g) Ca2 （aq） ClO− (aq) 2OH− (aq) === CaSO4(s) H2O(l) Cl− (aq)的ΔH=△H1＋△H2－△H3。（2）已知热化学方程式：a:CO（g） 1/2O2（g）=CO2（g） △H= -283.0kJ·mol-1 b：H2（g）

O2（g）=H2O （l）△H=-285.8kJ·mol-1 c: H2O（l）=H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-1根据盖斯定律分析，b-a c即可得热化学方程式为：CO2（g） H2（g）---CO（g） H2O（g）ΔH2=-285.8 283.0 44= 41.2 kJ·mol-1。

答案：（1）△H1＋△H2－△H（2） 41.2 kJ·mol-1

复习化学反应速率和化学平衡时应注意以下三点：①弄懂化学反应速率和化学平衡的相关概念和原理；②能够准确分析图表、图象，从中得到有 效信息，从而快速准确解题；③弄懂化学平衡的建立过程并能灵活运用“三段式”解题。预计将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目将是2017年高考命题的热点，复习时应加强这方面题目的训练。

例9 （2016年高考新课标Ⅰ卷）元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr³ (蓝紫色)、Cr(OH)₄⁻(绿色)、Cr₂O₇²⁻(橙红色)、CrO₄²⁻(黄色)等形式存在，Cr(OH)₃为难溶于水的灰蓝色固体。CrO₄²⁻和Cr₂O₇²⁻在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L⁻¹的Na₂CrO₄溶液中c(Cr₂O₇²⁻)随c(H )的变化如图所示。

①离子方程式表示Na₂CrO₄溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO₄²⁻的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中CrO₄²⁻的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。

c(Cr2O72-)=0.25mol/L，由于开始时c(CrO42−)=1.0mol/L，根据Cr元素守恒可知A点的溶液中CrO42-的浓度c(CrO42−)=0.5mol/L；H 浓度为1×10-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为

；③由于升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中CrO42−的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故该反应的ΔH＜0。

答案：①2CrO42- 2H＋---Cr2O72- H2O； ② 增大；1.0×1014 ；③小于

例10 （2016年高考新课标Ⅱ卷）丙烯腈（CH₂=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH₂=CHCHO）和乙腈（CH₃CN）等，回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C₃H₃N）和副产物丙烯醛（C₃H₄O）的热化学方程式如下：①C₃H₆(g) NH₃(g) 3/2O₂(g)=C₃H₃N(g) 3H₂O(g) ΔH =-515kJ/mol②C₃H₆(g) O₂(g)=C₃H₄O(g) H₂O(g) ΔH =-353kJ/mol，两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）

A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为，理由是_______________。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。

460 ℃以前是建立平衡的过程，所以低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460 ℃时，丙烯腈产率降低，A．催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B．平衡常数变大，对产率的影响是提高产率才对，错误；C．根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D．反应活化能的大小不影响平衡，错误；答案选AC。（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g) NH3(g) 3/2O2(g)=C3H3N(g) 3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：1。

答案：（1）两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂 （2）不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC（3）1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1：7.5：1

复习水溶液中的离子平衡时应强化对一系列概念的认识，把握其中的 内在联系，能够根据勒夏特列原理分析弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡 以及难溶电解质的溶解平衡的影响因素和移动方向。把握相关知识点的命题规律，掌握主要题型的解题思路。

例11 （2016年高考新课标Ⅰ卷）298K时，在20.0mL 0.10mol

氨水中滴入0.10 mol/L的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol/L氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是（ ）