Question

【题目】氮是生产硝酸、尿素等物质的重要原料。

(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法。已知:

2NO(g)+3H2(g) 2NH3(g)+02(g) △H1=-272.9kJ/mol

2H2(g)+02(g)2H2O(g) △H2=-483.6kJ/mol

则4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H3=__________

(2)恒容密闭容器中进行合成知反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H4==-92.4kJ/mol，其化学平衡常数(K)与温度的关系如下表:

温度/K	298	398	498	…
平衡常数(K)	4.1×106	K1	K2	…

K1____K2(填“>”或“<”),其判断理由是_____________。

(3)向氨合成塔中充入10molN2和40molH2合成氨，一定温度(T)下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系如图1所示。

①下列说法正确的是______(填字母)。

A.由图1可知增大体系压强(p)有利于增大氨气在混合气体中的体积分数

B.若图1中T=500℃，则温度为450℃时对应的曲线是b

C.工业上采用500℃温度的主要目的是提高氮气的转化率

D.当3v正(H2)=2v逆(NH3)时，反应达到平衡状态

②当温度为T、氨气的体积分数为25%时，N2的转化率为__________。

(4)工业上用NH3生产硝酸时，将NH3和O2按体积比1：2混合通入某特定条件的密闭容器中进行反应，所有物质不与外界交换，最后得到溶液中溶质的质量分数为_______。

(5)氮碳比[]对合成尿素的反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)有影响。T℃时，在2L的恒容密闭容器中，将物质的量之和为3mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示，a、b分别表示CO2成NH3的转化率，c表示平衡体系中尿素的体积分数，当=_______时，尿素的产量最大，该条件下反应的平衡常数K=________。

Answer 1

【答案】 -905.0kJ/mol > 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小 AB 50% 77.8% 2 40

【解析】（1）已知:①,②═,②①得到═,根据盖斯定律,正确答案是:。

(2)合成氨的反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H4==-92.4kJ/mol，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，K1>K2；正确答案：> ；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小。

(3)①由图可以知道，温度一定时，压强增大氨气的体积分数增大，A正确；图B中℃，合成氨是放热反应，压强一定时，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡时氨气的体积分数增大，则温度为450℃时对应的曲线是b，B正确； 500℃温度时反应速率加快及催化剂活性最好，正反应为放热反应，温度越低氮气的转化率越高，高温不利于氮气的转化，C错误；当，不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比，说明可逆反应到达平衡，时不能说明可逆反应到达平衡，D错误；AB正确；正确选项AB。

②设参加反应的氮气为n mol,则:

起始量：10 40 0

变化量 n 3 n 2 n

平衡量 10-n 40- 3n 2 n

则，计算得出，所以氮气的转化率为,正确答案:AB；。

(4) =，，可得:，则按理论上的原料比将原料放在一个具有反应条件的密闭容器中进行，所有物质不与外界交换，则生成1molHNO3、1molH2O,，则硝酸的质量分数为:；正确答案:。

(5)由图可以知道，横坐标为时，尿素的体积分数最大，且氨气的转化率为,

2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)
起始浓度 1 0.5 0 0

变化浓度 0.8 0.4 0.4 0.4

平衡浓度 0.2 0.1 0.4 0.4

该条件下反应的平衡常数K=0.4×0.4/0.2×0.1=40；正确答案：2 ； 40。