Question

【題目】氨、燒堿在工農業生產和工業廢水處理中具有廣泛用途。回答下列問題：

（1）工業上制取硝酸的第一步是以氨和空氣為原料，用鉑一銠合金網為催化劑，在氧化爐中（溫度為800℃）進行氨催化氧化反應。該反應的氧化產物為____________（填名稱）。

（2）某工業廢水中含有2Mg2+、Cu2+等離子。取一定量的該工業廢水，向其中滴加燒堿溶液，當Mg（OH）2開始沉淀時，溶液中為____________。已知Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20

（3）已知反應N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的△H=-92.2kJ/mol，1molN2（g），1molH2（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收944.6KJ、436KJ的能量，則1molNH3（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為__________KJ。

（4）Fritz Haber 研究了下列反應：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

在500℃、20MPa時，將N2和H2通入到體積為2L的密閉容器中，反應過程中各種物質的物質的量變化如右圖所示：

①在0～10min內，平均反應速率v（NH3）= ___________。

②在10～20min內，各物質濃度變化的原因可能是_________（填“加了催化劑”或“降低溫度”），其判斷理由是________________。

③溫度和密閉容器的容積一定時，當容器內的總壓強不再隨時間而變化，反應是否達到了化學平衡狀態？___________（填“是”或“否”）其判斷理由是_________________。

④500℃時，該反應的平衡常數K的計算式為_________（不需要算出結果，） NH3的體積分數是_________（保留兩位小數）。

Answer 1

【答案】

（1）一氧化氮；（2）1.2×10-9；（3）1172.4；

（4）①0.005mol/（L·min）；②加了催化劑；③是；合成氨的反應是氣體分子數減少的反應，當容積一定時，總壓強不再變化；④；0.46。

【解析】

試題分析：（1）氨和空氣中的氧氣反應生成一氧化氮和水，反應中N元素的化合價由-3價變成+2價，因此氧化產物為NO，故答案為：NO；

（2）某工業廢水中含有Mg2+、Cu2+等離子，向其中滴加燒堿溶液，當Mg（OH）2開始沉淀時，溶液中==== 1.2×10-9，故答案為：1.2×10-9；

（3）設1mol NH3（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為x kJ，則：2x kJ-944.6kJ-436kJ×3=92.2kJ，解得x=1172.4，故答案為：1172.4；

（4）①根據反應速率v（NH3）== =0.005mol/（L．min），故答案為：0.005mol/（L．min）；②由圖象可知各組分物質的量變化增加，且10min時變化是連續的，20min達平衡時，△n（N2） = 0.025mol × 4=0.1mol ，△n（H2） = 0.025mol × 12 = 0.3mol ，△n（NH3） = 0.025mol × 8=0.2mol，物質的量變化之比等于化學計量數之比，三種氣體物質的速率增加倍數相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，縮小體積相當于增大壓強，應該反應物的速率增加倍數大，降低溫度，應該反應速率減小，增加NH3物質的量，逆反應速率增加的倍數大，故只有使用催化劑符合，故答案為：加了催化劑；三種氣體物質的速率增加倍數相同；

③該反應屬于氣體的物質的量變化的反應，溫度和密閉容器的容積一定時，當容器內的總壓強不再隨時間而變化，說明反應達到了化學平衡狀態，故答案為：是；合成氨的反應是氣體分子數減少的反應，當容積一定時，總壓強不再變化；

④化學平衡常數等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，由圖象可知，20min達平衡時，n（N2）=0.025mol×10=0.25mol，n（H2）=0.025mol×6=0.15mol，n（NH3）=0.025mol×12=0.3mol，所以所以其平衡常數K= =；第2次平衡時NH3的體積分數=×100%=45.5%，故答案為：；0.46。