Question

【題目】目前工業合成氨的原理是：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol

(1)己知一定條件下：2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530.0kJ/mol。則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為____________________。

(2)在恒溫恒容裝置中進行合成氨反應，各組分濃度-時間圖像如下。

① 表示N2濃度變化的曲線是 (填序號)。

② 前25min 內，用H2濃度變化表示的化學反應速率是 。

③ 在25min時，采取下列措施，能使N2的轉化率提高的是__________(填序號)。

a. 通入1molN2

b. 通入1molH2

c. 通入1molHe氣

d. 通入1molHCl

e. 通入1molN2和3molH2

(3)在恒溫恒壓裝置中進行工業合成氨反應，下列說法錯誤的是__________(填序號)。

a．氣體體積不再變化，則已平衡

b．氣體密度不再變化，則已平衡

c．平衡后，壓縮容器，會生成更多NH3

d．平衡后，往裝置中通入一定量Ar，平衡不移動

(4)電廠煙氣脫氮：主反應為：①4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H<0

副反應為：②2NH3(g)+8NO(g)5N2O(g)+3H2O(g) △H>0

平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關系如圖所示。

請回答：在400～600K時，隨溫度的升高，平衡混合氣中N2含量_____________(填“升高”、“降低”或“不變”)，導致這種規律的原因是_______________________。

Answer 1

【答案】

(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-286.0kJ/mol；

(2)①C；②0.12mol/(L·min)；③bde；

(3)d；(4)降低；主反應為放熱反應，升高溫度使主反應的平衡左移

【解析】

試題分析：(1)已知：①2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)△H=+l530.0kJmol-1，

②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-93.0kJmol-1，根據蓋斯定律，(②×2-①)÷6可得：

H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol，故答案為：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol；

(2)①根據圖象可知，反應進行到25min時曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L，C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L，因此根據方程式可知表示N2濃度變化的曲線是C；故答案為：C；

②前25 min內，氫氣濃度減少了3mol/L，則用H2濃度變化表示的化學反應速率是3mol/L÷25min=0.12 molL-1min-1，故答案為：0.12 molL-1min-1；

③ a.通入1molN2，平衡正向移動，但氮氣的轉化率降低，錯誤；b. 通入1molH2，平衡正向移動，氮氣的轉化率增大，正確；c. 通入1molHe氣，平衡不移動，氮氣的轉化率不變，錯誤；d. 通入1molHCl，氨氣的濃度減小，平衡正向移動，氮氣的轉化率增大，正確；e. 通入1molN2和3molH2，相當于增大壓強，平衡正向移動，氮氣的轉化率增大，正確；故選bde；

(3)a．正反應是氣體物質的量減小的反應，恒溫恒壓下，隨反應進行體積減少，因此在恒溫恒壓下氣體體積不再變化時已平衡，故a正確；b．在反應過程中質量始終不變，但容器容積是變化的，所以密度是變化的，因此氣體密度不再變化說明反應達到平衡，故b正確；c．平衡后，壓縮容器，壓強增大，平衡向正反應方向進行，因此生成更多NH3，故c正確，d．平衡后，往裝置中通入一定量Ar，壓強不變，容器容積增加，濃度降低，平衡向逆反應方向移動，故d錯誤；故選d；

(4)根據圖象可知，在400K～600K時，平衡混合氣中N2含量隨溫度的升高逐漸降低；主反應為放熱反應，升高溫度，平衡向著逆向移動，氮氣的含量減小，故答案為：隨溫度升高，N2的含量降低；主反應為放熱反應，升溫使主反應的平衡左移或者副反應為吸熱反應，升溫使副反應的平衡右移，降低了NH3和NO濃度，使主反應的平衡左移。