Question

【題目】肼(N2H4)是一種應用廣泛的化工原料。工業上先合成氨氣：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+Q(Q＞0)，再進一步制備肼。完成下列填空：

（1）合成氨需要選擇合適的催化劑,分別選用A、B、C三種催化劑進行試驗,所得結果如圖所示(其他條件相同)，則生產中適宜選擇的催化劑是___(填“A”或“B”或“C”)，理由是：________________。

（2）一定條件下，對在密閉容器中進行的合成氨反應達平衡后，其他條件不變時,若同時壓縮容器的體積和升高溫度達新平衡后，與原平衡相比，請將有關物理量的變化的情況填入下表中(填“增大”、“減小”或“無法確定”)

	反應速率	平衡常數K	氨的體積分數
變化情況	__	____	____

（3）肼可作為火箭燃料，4gN2H4(g)在NO2氣體中燃燒生成氮氣和氣態水，放出71kJ的熱量。寫出該反應的化學方程式：________。

（4）氨主要用于生產化肥和硝酸。“十三五”期間，預計我國合成氨產量將保持穩中略增。下圖是不同溫度和不同壓強下,反應達到平衡后,混合物中NH3含量(體積%)的變化情況，己知初始時n(N2)：n(H2)=1:3。判斷pl、p2壓強的大小關系，pl___p2(選填“＞”、“＜”或“=”)。

Answer 1

【答案】A 在較低溫度下具備較高的催化活性，一方面可節約能源，另一方面低溫有利于反應的轉化 增大 減小 減小 2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)+1136kJ 合成氨為氣體體積縮小的反應,壓強越大氨氣的含量越高,根據圖象可知,溫度相同時p2條件下氨氣的含量較高,則pl、p2壓強的大小關系為pl＜p2

【解析】

（1）圖象分析可知催化劑A的反應速率加快的倍數大，溫度低；

（2）其他條件不變時，若同時壓縮容器的體積和升高溫度達新平衡后，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）+Q（Q＞0），反應為氣體體積減小的放熱反應，增大壓強平衡正向進行，升高溫度平衡逆向進行，平衡常數隨溫度變化；

（3）4gN2H4（g）在NO2氣體中燃燒生成氮氣和氣態水，放出71kJ的熱量，據此書寫化學方程式；

（4）根據反應的方程式判斷，增大壓強，平衡正向移動。

(1)合成氨需要選擇合適的催化劑，分別選用A、B、C三種催化劑進行試驗，其中催化劑A在較低溫度下具備較高的催化活性，一方面可節約能源，另一方面低溫有利于反應的轉化，故答案為：A；在較低溫度下具備較高的催化活性，一方面可節約能源，另一方面低溫有利于反應的轉化；

(2)一定條件下，對在密閉容器中進行的合成氨反應達平衡后，其他條件不變時，若同時壓縮容器的體積和升高溫度達新平衡后，與原平衡相比，反應速率增大，溫度升高影響平衡的程度較大，平衡逆向進行，平衡常數減小，氨氣體積分數減小，故答案為：增大；減小；減小；

(3)4gN2H4(g)在NO2氣體中燃燒生成氮氣和氣態水,放出71kJ的熱量,2mol肼完全反應放熱=71kJ×2×32/4=1136kJ，熱化學方程式為2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)+1136kJ；

(4)合成氨為氣體體積縮小的反應，壓強越大氨氣的含量越高，根據圖象可知，溫度相同時p2條件下氨氣的含量較高,則pl、p2壓強的大小關系為pl＜p2。