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1molNH3 e. 通入1molHCl f. 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右圖所示。

請回答：在400～600K時，平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規律是__________，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（1分）；②0.12mol/(L·min)；③bdef；

（3）d（1分）；（4）隨溫度升高，N2的含量降低；（1分）主反應為放熱反應，副反應為吸熱反應，升高溫度使主反應的平衡左移，副反應的平衡右移

【解析】

試題分析：（1）已知①2N2(g)＋6H2(g)===4NH3(g) △H＝－186.0 kJ·mol－1，②4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(l) △H＝－1 530.0 kJ·mol－1，根據蓋斯定律可知①+②即得到6H2(g)＋3O2(g)＝6H2O(l) △H＝－1716.0kJ·mol－1，所以H2燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) △H＝－286.0 kJ·mol－1。

（2）①氮氣和氫氣均是反應物，濃度逐漸減小。且二者的濃度變化量之比是1:3，所以根據圖像可知表示N2濃度變化的曲線是C，A表示氫氣，B表示氨氣。

②根據圖像可知前25 min內，用H2濃度變化表示的化學反應速率是v(H2)＝＝0.12 mol·L－1·min－1。

③a.通入1molN2平衡向正反應方向進行，但氮氣轉化率降低，a錯誤；b. 通入1molH2平衡向正反應方向進行，氮氣轉化率增大，b正確；c. 通入1molHe氣平衡不一定，c錯誤；d. 通入1molNH3相當于加壓，平衡向正反應方向進行，氮氣轉化率增大，d正確；e. 通入1molHCl消耗氨氣，平衡向正反應方向進行，氮氣轉化率增大，e正確；f. 通入1molN2和3molH2相當于加壓，平衡向正反應方向進行，氮氣轉化率增大，e正確，答案選bdef；

（3）a．合成氨反應前后氣體體積不同，當體積不變時，達到化學平衡狀態，a正確；B．ρ＝m/V，氣體質量不變，由于反應前后氣體體積不同，恒壓容器氣體體積可變，化學平衡移動時，密度隨之變化，當密度不變時，達到化學平衡狀態，b正確；c．平衡時，壓縮體積，壓強增大，化學平衡向正反應方向移動，NH3物質的量增加，c正確；d．充入Ar，容器壓強不變，則N2、H2、和NH3濃度降低，反應物濃度降低大，化學平衡向逆反應方向移動，d錯誤；答案選d；

（4）由圖示可以判斷，隨著溫度的升高，N2O的含量增加，而N2的含量減小，其原因是主反應為放熱反應而副反應為吸熱反應，升溫，主反應平衡左移導致N2含量降低，副反應平衡右移導致N2O含量增加。