Question

工业生产硝酸铵的流程图如图：

请回答下列问题：
（1）写出硝酸铵在工农业生产中的重要作用    （任写一条）
（2）已知N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g），△H=-92kJ?mol^-1．请回答：
①在500℃、200atm和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN₂和3molH₂，充分反应后，放出的热量    （填“＜”“＞”“=”）92.4kJ，理由是    ．
②为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有   
A．降低温度       B．最适合催化剂活性的适当高温          C．增大压强
D．降低压强       E．循环利用和不断补充氮气              F．及时移出氨
（3）已知铂铑合金网未预热也会发热．写出氨催化氧化的化学方程式：    ，该反应的化学平衡常数表达式K=    ，当温度升高时，K值    （增大、减小、无影响），其原因是    ．
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将平均式量为8.5的H₂和N₂混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均式量为10，此时N₂的转化率为    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据铵盐的用途分析；
（2）根据可逆反应的特点不可能完全进行到底分析；
（3）根据化学平衡移动分析；
（4）根据氨的还原性；根据化学平衡常数的概念分析；
（5）根据平均式量利用十字交叉法求出两者的物质的量之比，然后根据平均式量为10利用平衡三部曲求出各自的物质的量，最终求出转化率．
解答：解：（1）因铵盐的主要用途是用作氮肥，故答案为：可做氮肥等；
    （2）①因为可逆反应不可能完全进行到底，放出的热量比完全反应少，
故答案为：＜，在1atm和298K条件下，1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气，放出92.4kJ热量，该反应为可逆反应，不可能进行完全，又因为反应温度为500℃，所以放出的热量小于92.4kJ；  
        ②因增大反应物的浓度，减少生成物的浓度，增大压强，降低温度工业合成氨反应向正反应方向移动，氢气的转化率提高，但在实际生产中不能用低温，因为温度低化学反应速率慢，故答案为：CEF；
    （3）因为NH₃具有还原性，能被氧气氧化：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，
        该反应的平衡常数K=       
        因工业合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，
        故答案为：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，，减小，因为氨的催化氧化反应是放热反应，所以升高温度，K会减小；
      （4）十字交叉法：平均相对分子质量为8.5的H₂和N₂物质的量比=（28-8.5）：（8.5-2）=3：1
           平衡三部曲：N₂ +3H₂ =2NH₃
                        起   1     3        0
                        反   x     3x       2x
                        末   1-x   3-3x     2x            
          平衡混合气的平均相对分子质量为10，对应的相对分子质量：=10
                          x=0.3
         则H₂转化率为×100%=30%
         故答案为：30%
点评：本题结合工业生产硝酸铵的流程图考查了可逆反应、化学平衡常数、十字交叉法等，试题的综合性较强，学生做起来有一定的难度．