Question

【题目】氨可用于制取氨水、液氮、氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等，因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中，是最重要的化工 产品之一。

(1) 工业上以氨气为原料制备硝酸的第一步的化学方程式____________。

(2) 以甲烷为原料可制得氢气。图1是一定条件下CH4(g)与H2O(g) 反应生成CO(g) 和2molH2(g)的能量变化示意图，写出其热化学方程式____________(△H用E1、E2、E3表示)。

(3) 已知N2(g)+3H2 (g)2NH3(g) △H =-94.4kJ/mol，在2L恒容密闭容器中，各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示，各时间段最终均达平衡状态。

① 时段I 放出的热量为__________。

②25min时采取的某种措施是__________。

③时段Ⅲ条件下反应达平衡时平衡常数K数值为__________ (分数形式表示)。在该条件下，某时刻测得容器内有0.5molN2、1.5molH2、1.0mol NH3,此时v正(H2) _____V逆(H2) (填“<”，“>”或“=”)。

Answer 1

【答案】 4NH3+5O24NO+6H2O CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g) △H=+1.5(E2-E1)kJ/mo1 94.4kJ 分离出产生的氨气 =

【解析】(1)第一步反应为NH3的催化氧化，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，然后NO与O2反应生成NO2：2NO+O2=2NO2，最后制取硝酸：3NO2+H2O=2HNO3+NO，答案为4NH3+5O24NO+6H2O。

(2)生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应为吸热反应，生成2molH2(g)时吸收的能量为（E2-E1）kJ，则生成3 molH2(g)吸收的能量为1.5(E2-E1)kJ，故热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+1.5(E2-E1)kJ/mo1。

(3) ①时段I氮气的浓度减少了0.5mol/L，所以反应的N2的物质的量为2L×0.5mol/L=1mol，根据N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-94.4kJ/mol可计算出放出的热量为1×94.4kJ= 94.4kJ。②25min时，N2、H2的浓度保持不变，而NH3的浓度降为0，所以采取的措施是分离出产生的氨气，使平衡正向移动，故答案为：分离出产生的氨气。③时段Ⅲ条件下反应达平衡时平衡常数K===；某时刻测得容器内有0.5molN2、1.5molH2、1.0molNH3，其对应的浓度分别为：0.25mol/L、0.75mol/L、0.5mol/L，浓度商Qc===K ，所以反应已达平衡，故v正(H2)=V逆(H2)。