Question

【題目】氮是生產(chǎn)硝酸、尿素等物質(zhì)的重要原料。

(1)氨催化氧化法是工業(yè)制硝酸的主要方法。已知:

2NO(g)+3H2(g) 2NH3(g)+02(g) △H1=-272.9kJ/mol

2H2(g)+02(g)2H2O(g) △H2=-483.6kJ/mol

則4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H3=__________

(2)恒容密閉容器中進行合成知反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H4==-92.4kJ/mol，其化學平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如下表:

溫度/K	298	398	498	…
平衡常數(shù)(K)	4.1×106	K1	K2	…

K1____K2(填“>”或“<”),其判斷理由是_____________。

(3)向氨合成塔中充入10molN2和40molH2合成氨，一定溫度(T)下平衡混合物中氨氣的體積分數(shù)與壓強(p)的關(guān)系如圖1所示。

①下列說法正確的是______(填字母)。

A.由圖1可知增大體系壓強(p)有利于增大氨氣在混合氣體中的體積分數(shù)

B.若圖1中T=500℃，則溫度為450℃時對應(yīng)的曲線是b

C.工業(yè)上采用500℃溫度的主要目的是提高氮氣的轉(zhuǎn)化率

D.當3v正(H2)=2v逆(NH3)時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)

②當溫度為T、氨氣的體積分數(shù)為25%時，N2的轉(zhuǎn)化率為__________。

(4)工業(yè)上用NH3生產(chǎn)硝酸時，將NH3和O2按體積比1：2混合通入某特定條件的密閉容器中進行反應(yīng)，所有物質(zhì)不與外界交換，最后得到溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為_______。

(5)氮碳比[]對合成尿素的反應(yīng)：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)有影響。T℃時，在2L的恒容密閉容器中，將物質(zhì)的量之和為3mol的NH3和CO2以不同的氨碳比進行反應(yīng)，結(jié)果如圖2所示，a、b分別表示CO2成NH3的轉(zhuǎn)化率，c表示平衡體系中尿素的體積分數(shù)，當=_______時，尿素的產(chǎn)量最大，該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。

Answer 1

【答案】 -905.0kJ/mol > 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小 AB 50% 77.8% 2 40

【解析】（1）已知:①,②═,②①得到═,根據(jù)蓋斯定律,正確答案是:。

(2)合成氨的反應(yīng) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H4==-92.4kJ/mol，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，K1>K2；正確答案：> ；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小。

(3)①由圖可以知道，溫度一定時，壓強增大氨氣的體積分數(shù)增大，A正確；圖B中℃，合成氨是放熱反應(yīng)，壓強一定時，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡時氨氣的體積分數(shù)增大，則溫度為450℃時對應(yīng)的曲線是b，B正確； 500℃溫度時反應(yīng)速率加快及催化劑活性最好，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越低氮氣的轉(zhuǎn)化率越高，高溫不利于氮氣的轉(zhuǎn)化，C錯誤；當，不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學計量數(shù)之比，說明可逆反應(yīng)到達平衡，時不能說明可逆反應(yīng)到達平衡，D錯誤；AB正確；正確選項AB。

②設(shè)參加反應(yīng)的氮氣為n mol,則:

起始量：10 40 0

變化量 n 3 n 2 n

平衡量 10-n 40- 3n 2 n

則，計算得出，所以氮氣的轉(zhuǎn)化率為,正確答案:AB；。

(4) =，，可得:，則按理論上的原料比將原料放在一個具有反應(yīng)條件的密閉容器中進行，所有物質(zhì)不與外界交換，則生成1molHNO3、1molH2O,，則硝酸的質(zhì)量分數(shù)為:；正確答案:。

(5)由圖可以知道，橫坐標為時，尿素的體積分數(shù)最大，且氨氣的轉(zhuǎn)化率為,

2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)
起始濃度 1 0.5 0 0

變化濃度 0.8 0.4 0.4 0.4

平衡濃度 0.2 0.1 0.4 0.4

該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.4×0.4/0.2×0.1=40；正確答案：2 ； 40。