Question

【题目】目前工业合成氨的原理是：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol

（1）己知一定条件下：2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530.0kJ/mol。

则表示氢气燃烧热的热化学方程式为____________________。

（2）在恒温恒容装置中进行合成氨反应，各组分浓度-时间图像如下。

① 表示N2浓度变化的曲线是 （填序号）。

② 前25min 内，用H2浓度变化表示的化学反应速率是 。

③ 在25min时，采取下列措施，能使N2的转化率提高的是_________（填序号）。

a.通入1molN2 b. 通入1molH2 c. 通入1molHe气

d. 通入1molNH3 e. 通入1molHCl f. 通入1molN2和3molH2

（3）在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法错误的是_________（填序号）。

a．气体体积不再变化，则已平衡

b．气体密度不再变化，则已平衡

c．平衡后，压缩容器，会生成更多NH3

d．平衡后，往装置中通入一定量Ar，平衡不移动

（4）电厂烟气脱氮：主反应为：①4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H<0

副反应为：②2NH3(g)+8NO(g)5N2O(g)+3H2O(g) △H>0

平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如右图所示。

请回答：在400～600K时，平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是__________，导致这种规律的原因是___________。

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）随温度升高，N2的含量降低；（1分）主反应为放热反应，副反应为吸热反应，升高温度使主反应的平衡左移，副反应的平衡右移

【解析】

试题分析：（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，根据盖斯定律可知①+②即得到6H2(g)＋3O2(g)＝6H2O(l) △H＝－1716.0kJ·mol－1，所以H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) △H＝－286.0 kJ·mol－1。

（2）①氮气和氢气均是反应物，浓度逐渐减小。且二者的浓度变化量之比是1:3，所以根据图像可知表示N2浓度变化的曲线是C，A表示氢气，B表示氨气。

②根据图像可知前25 min内，用H2浓度变化表示的化学反应速率是v(H2)＝＝0.12 mol·L－1·min－1。

③a.通入1molN2平衡向正反应方向进行，但氮气转化率降低，a错误；b. 通入1molH2平衡向正反应方向进行，氮气转化率增大，b正确；c. 通入1molHe气平衡不一定，c错误；d. 通入1molNH3相当于加压，平衡向正反应方向进行，氮气转化率增大，d正确；e. 通入1molHCl消耗氨气，平衡向正反应方向进行，氮气转化率增大，e正确；f. 通入1molN2和3molH2相当于加压，平衡向正反应方向进行，氮气转化率增大，e正确，答案选bdef；

（3）a．合成氨反应前后气体体积不同，当体积不变时，达到化学平衡状态，a正确；B．ρ＝m/V，气体质量不变，由于反应前后气体体积不同，恒压容器气体体积可变，化学平衡移动时，密度随之变化，当密度不变时，达到化学平衡状态，b正确；c．平衡时，压缩体积，压强增大，化学平衡向正反应方向移动，NH3物质的量增加，c正确；d．充入Ar，容器压强不变，则N2、H2、和NH3浓度降低，反应物浓度降低大，化学平衡向逆反应方向移动，d错误；答案选d；

（4）由图示可以判断，随着温度的升高，N2O的含量增加，而N2的含量减小，其原因是主反应为放热反应而副反应为吸热反应，升温，主反应平衡左移导致N2含量降低，副反应平衡右移导致N2O含量增加。