Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

（1）一定温度下，在1L容积恒定的密闭容器中充入2 mol N₂和8molH₂并发生反应。10min达平衡，测得氨气的浓度为0．4 mol·L^－1，此时氮气的转化率为________。若想提高氨气的产率，根据化学平衡移动原理，提出合理的建议______________（写出一条即可）。

（2）如图是1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反应生成lmol CO₂（g）和1 mol NO（g）过程中能量变化示意图，请写出该反应的热化学方程式_____________________。

（3）在容积恒定的密闭容器中，进行如下反应：N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）△H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下表：

①该反应的平衡常数表达式：K＝_____________；

②试判断K₁__________K₂（填写“＞”“＝”或“＜”）；

③NH₃（g）燃烧的方程式为：4NH₃（g）＋7O₂（g）＝4NO₂（g）＋6H₂O（l），已知：

①2H₂（g）＋O₂（g）2H₂O（l）    △H＝－483．6 kJ／mol

②N₂（g）＋2O₂（g）2NO₂（g）    △H＝＋67．8 kJ／mol

③N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）    △H＝－92．0 kJ／mol

请计算NH₃（g）的燃烧热________kJ／mol。

 

Answer 1

【答案】

（1）10%；增大反应物的浓度、降温、增大压强等；

（2）NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234 kJ／mol；

（3）①K=c²(NH₃)/ c(N₂) c³(H₂)；②＞；③282.8

【解析】

试题分析：（1）根据题意知，平衡时氨气的物质的量为0.4mol，根据N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）知，转化的氮气的物质的量为0.2mol，氮气的转化率为10%；若想提高氨气的产率，根据化学平衡移动原理，提出合理的建议：增大反应物的浓度、降温、增大压强等；（2）由题给图像知，该反应的焓变△H=E₁—E₂=134KJ/mol—368KJ/mol=—234KJ/mol，热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=—234 kJ／mol，（3）①根据化学平衡常数的定义写出，K=c²(NH₃)/ c(N₂) c³(H₂)；②合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，所以K₁＞K₂；③根据盖斯定律：①×3+②×2—③×2得，4NH₃（g）＋7O₂（g）＝4NO₂（g）＋6H₂O（l），△H=—1131.2 kJ／mol，结合燃烧热的定义知，NH₃（g）的燃烧热282.8kJ／mol。

考点：考查化学平衡计算、平衡移动原理、化学平衡常数及影响因素、热化学方程式的书写及燃烧热的概念。