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:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H4==-92.4kJ/mol，其化學平衡常數(shù)(K)與溫度的關系如下表:

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，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：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，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，該條件下反應的平衡常數(shù)K=________。

Answer 1

【答案】 -905.0kJ/mol > 該反應為放熱反應，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 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H4==-92.4kJ/mol，該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，K1>K2；正確答案：> ；該反應為放熱反應，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，壓強一定時，降低溫度平衡向正反應方向移動，平衡時氨氣的體積分數(shù)增大，則溫度為450℃時對應的曲線是b，B正確； 500℃溫度時反應速率加快及催化劑活性最好，正反應為放熱反應，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，說明可逆反應到達平衡，時不能說明可逆反應到達平衡，D錯誤；AB正確；正確選項AB。

②設參加反應的氮氣為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

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