Question

氮氣及含氮的化合物在國民經濟中占有重要地位。合成氨工業中，合成塔中每產生2 mol NH₃，放出92．4 kJ熱量。
（1）若起始時向容器內放入2 mol N₂和6 mol H₂，達平衡后放出的熱量為Q，則Q    184．8kJ（填“>”、“<”或“=”）。一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示反應達到化學平衡狀態的是           。
a．3v_逆(N₂)=v_正(H₂）           b．2v_正(H₂)= v_正(NH₃）
c．混合氣體密度保持不變      d．c(N₂)：c(H₂)：c(NH₃)=1：3：2
工業生產尿素的原理是以NH₃和CO₂為原料合成尿素[CO(NH₂)₂]，反應的化學方程式為
2NH₃ (g)+ CO₂ (g）CO(NH₂)₂ (l）+ H₂O (l)。
（2）在一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH₃和CO₂的物質的量之比（氨碳比），右圖是氨碳比（x）與CO₂平衡轉化率（α）的關系。α隨著x增大而增大的原因是          。
（3）圖中的B點處，NH₃的平衡轉化率為      。

（4）已知：  3Cl₂+2NH₃→N₂+6HCl      ――①   3Cl₂+8NH₃→N₂+6NH₄Cl    ――②
完成并配平下列氧化還原反應方程式：12Cl₂+15NH₃→                      ――③

Answer 1

(1)<      a 　　　　　　（共4分，各2分）
(2)c(NH₃)增大，平衡正向移動，所以CO₂的轉化率增大  （2分）
(3)25%　　　　　　　　　　　　�。�2分）
(4)12Cl₂+15NH₃→ 4 N₂+ 7 NH₄Cl + 17 HCl  （2分）

試題分析：（1）根據題給信息知，合成氨反應的熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，合成氨的反應是可逆反應不能進行徹底，該溫度下合成塔中放入2mol N₂和6mol H₂，生成的氨氣小于2mol，故達平衡后放出的熱量小于184.4 kJ；一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示反應達到化學平衡狀態的是 a．3v_逆(N₂)=v_正(H₂），符合v_正= v_逆，正確；b．2v_正(H₂)= v_正(NH₃）兩個反應速率均為正反應速率，錯誤；c．混合氣體密度不隨反應的進行而變化，不能作為平衡狀態的依據，錯誤；d．平衡時c(N₂)：c(H₂)：c(NH₃)不一定為1：3：2，錯誤；選a；（2）根據題給圖像及信息分析，CO₂平衡轉化率（α）隨著x增大而增大的原因是c(NH₃)增大，平衡正向移動，所以CO₂的轉化率增大；（3）B點處x=4，原料氣中的NH₃和CO₂的物質的量之比為4，二氧化碳轉化率為50%，假設氨氣為4mol，二氧化碳為1mol，則反應的二氧化碳為0.50mol，依據化學方程式2NH₃（g）+CO₂（g）CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）知，參加反應的氨氣為1.00mol，NH₃的平衡轉化率為25%；（4）根據題給信息及氧化還原方程式的書寫原則寫出該反應的化學方程式為：12Cl₂+15NH₃→ 4 N₂+ 7 NH₄Cl + 17 HCl 。