Question

【題目】工業(yè)上在高溫高壓催化劑條件下合成氨，其反應為

N2（g）＋3H2（g）2NH3(g) ΔH<0

（1）原料氣之一的N2不能用空氣代替，而必須用純N2，其原因除了為加快反應速率外還有：

①_____________；

②_____________；

另一原料氣H2往往來源于水和焦炭，寫出相關的化學方程式_________________。

（2）將N2和H2按1：3體積比（同溫同壓下）充入合成塔，一段時間后，合成塔內壓強變?yōu)槠鹗紩r壓強的80％，則此反應過程中N2的轉化率為_________（用百分數(shù)表示），如其它條件不變，將兩氣體的體積比調整為1：4，該反應的平衡常數(shù)_______（填“不變、變大、變小”）。

（3）合成的氨氣可用于合成硝酸進而生產(chǎn)常用化肥NH4NO3，請寫出NH4NO3水溶液中各離子濃度由大到小的順序___________。

（4）將過量氨水滴入CuSO4溶液中先后出現(xiàn)生成沉淀、沉淀溶解的現(xiàn)象。請寫出沉淀溶解的離子方程式____________________。

Answer 1

【答案】 提高N2濃度利于平衡正向移動 空氣中的O2可能氧化H2和NH3 C＋H2O CO＋H2 40% 不變 c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－

【解析】(1)空氣的主要成份為N2和O2，合成氨不能用空氣代替純N2，因為使用純N2，可以提高N2濃度利于平衡正向移動，同時避免 空氣中的O2可能氧化H2和NH3；利用水和焦炭在高溫下反應生成氫氣的化學方程式為C＋H2O CO＋H2；

(2)設N2的物質的量為1mol，H2為3mol，N2的轉化率為x，則：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

起始物質的量(mol) 1 3 0

變化物質的量(mol) x 3x 2x

平衡物質的量(mol) 1-x 3-3x 2x

平衡時總物質的量為(4-2x)mol；

同溫同壓下，合成塔內壓強變?yōu)槠鹗紩r壓強的80％，則(4-2x)mol=(1+3)mol×80%，x=40%；

化學平衡常數(shù)只受溫度影響，如其它條件不變，將兩氣體的體積比調整為1：4，該反應的平衡常數(shù)不變；

(3)NH4+的水解，使NH4NO3水溶液顯酸性，溶液中各離子濃度由大到小的順序為c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)；

(4)氨水溶解Cu(OH)2沉淀的離子方程式為Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。