Question

氮氣及含氮的化合物在國民經濟中占有重要地位。合成氨工業中，合成塔中每產生2 mol NH₃，放出92.4 kJ熱量。

（1）若起始時向容器內放入2 mol N₂和6 mol H₂，達平衡后放出的熱量為Q，則Q_____184.8kJ（填“>”、“<”或“=”） 。 一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示反應達到化學平衡狀態的是____________。

a．3v_逆(N₂)=v_正(H₂)   　　　    b．2v_正(H₂)= v_正(NH₃)

c．混合氣體密度保持不變 　    d．c(N₂)：c(H₂)：c(NH₃)=1：3：2

工業生產尿素的原理是以NH₃和CO₂為原料合成尿素[CO(NH₂)₂]，反應的化學方程式為2NH₃ (g)+ CO₂ (g) CO(NH₂)₂ (l) + H₂O (l)。

（2）在一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH₃和CO₂的物質的量之比（氨碳比），右圖是氨碳比（x）與CO₂平衡轉化率（α）的關系。α隨著x增大而增大的原因是___________。

（3）圖中的B點處，NH₃的平衡轉化率為_______。

已知：3Cl₂+2NH₃→N₂+6HCl      ――①   3Cl₂+8NH₃→N₂+6NH₄Cl    ――②

（4）完成并配平下列氧化還原反應方程式，再標出電子轉移的方向和數目：

12Cl₂+15NH₃→                       ――③

（5）反應③中的還原劑是                 ，還原產物是                       。

（6）若按③反應后產生氣體9.408L（標準狀況），則被氧化的氣體的物質的量是         mol。

 

Answer 1

【答案】

（1）<       a 　　　　　�。ü�2分，各1分）

（2）c(NH₃)增大，平衡正向移動，所以CO₂的轉化率增大   （1分）

（3）25%　�。�2分） 

（4）12Cl₂+15NH₃→ 4 N₂+ 7 NH₄Cl + 17 HCl  

（5）NH₃ （1分）　　NH₄Cl 和HCl      （各0.5分，共1分）

（6）0.16           （2分）

【解析】

試題分析：（1）由于合成氨的反應是可逆反應，若起始時向容器內放入2 mol N₂和6 mol H₂，達平衡后不可能有4mol氨氣生成，故放出的熱量為Q<184.8kJ。 一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示反應達到化學平衡狀態的是 a．3v_逆(N₂)=v_正(H₂) 相當于同一物質的正逆反應相等，正確；

（2）根據方程式，c(NH₃)增大，平衡正向移動，所以CO₂的轉化率增大。

（3）圖中的B點處，x=4，原料氣中的NH₃和CO₂的物質的量之比為4，二氧化碳轉化率為50%，假設氨氣為4mol，二氧化碳為1mol，則反應的二氧化碳為0.5mol，依據化學方程式2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）反應的氨氣為1mol，NH₃的平衡轉化率=1/4×100%=25%；故答案為：25%；

（4）運用氧化還原反應原理書寫為2Cl₂+15NH3= 4 N₂+ 7 NH₄Cl + 17 HCl ，轉移電子數為24e。

（5）反應③中的還原劑是NH₃，還原產物是NH₄Cl 和HCl。34．生成氣體9.408L（標準狀況），可求得其中氮氣占了4/21，則被氧化的氣體的物質的量就為氮氣的8倍，即為0.16 mol。

考點：本題考查了化學能與熱能關系分析判斷，化學平衡狀態的判斷，氧化還原相關計算。