Question

【題目】氨可用于制取氨水、液氮、氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等，因此被廣泛應用于化工、輕工、化肥、制藥、合成纖維、塑料等行業中，是最重要的化工 產品之一。

(1) 工業上以氨氣為原料制備硝酸的第一步的化學方程式____________。

(2) 以甲烷為原料可制得氫氣。圖1是一定條件下CH4(g)與H2O(g) 反應生成CO(g) 和2molH2(g)的能量變化示意圖，寫出其熱化學方程式____________(△H用E1、E2、E3表示)。

(3) 已知N2(g)+3H2 (g)2NH3(g) △H =-94.4kJ/mol，在2L恒容密閉容器中，各物質濃度隨時間變化的曲線如圖2所示，各時間段最終均達平衡狀態。

① 時段I 放出的熱量為__________。

②25min時采取的某種措施是__________。

③時段Ⅲ條件下反應達平衡時平衡常數K數值為__________ (分數形式表示)。在該條件下，某時刻測得容器內有0.5molN2、1.5molH2、1.0mol NH3,此時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 分離出產生的氨氣 =

【解析】(1)第一步反應為NH3的催化氧化，化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O，然后NO與O2反應生成NO2：2NO+O2=2NO2，最后制取硝酸：3NO2+H2O=2HNO3+NO，答案為4NH3+5O24NO+6H2O。

(2)生成物的總能量大于反應物的總能量，該反應為吸熱反應，生成2molH2(g)時吸收的能量為（E2-E1）kJ，則生成3 molH2(g)吸收的能量為1.5(E2-E1)kJ，故熱化學方程式為CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+1.5(E2-E1)kJ/mo1。

(3) ①時段I氮氣的濃度減少了0.5mol/L，所以反應的N2的物質的量為2L×0.5mol/L=1mol，根據N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-94.4kJ/mol可計算出放出的熱量為1×94.4kJ= 94.4kJ。②25min時，N2、H2的濃度保持不變，而NH3的濃度降為0，所以采取的措施是分離出產生的氨氣，使平衡正向移動，故答案為：分離出產生的氨氣。③時段Ⅲ條件下反應達平衡時平衡常數K===；某時刻測得容器內有0.5molN2、1.5molH2、1.0molNH3，其對應的濃度分別為：0.25mol/L、0.75mol/L、0.5mol/L，濃度商Qc===K ，所以反應已達平衡，故v正(H2)=V逆(H2)。