Question

【題目】氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。完成下列填空：

合成氨工業中：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q(Q＞0)，其化學平衡常數K與溫度t的關系如表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

(1)試比較K1、K2的大小，K1 ________K2（填寫“＞”、“=”或“＜”）

(2) 400℃時，反應2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)的化學平衡常數的值為_____________。

當測得NH3和N2、H2的物質的量濃度分別為3 mol/L和2 mol/L、1 mol/L時，則該反應υ(N2)(正) ___________υ(N2)(逆)（填寫“＞”、“=”或“＜”）

(3)在密閉恒容的容器中，下列能作為合成氨反應達到平衡的依據的是____________。

a．υ(N2)（正）=3υ (H2)（逆） b．混合氣體的密度保持不變

c．容器內壓強保持不變 d．N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2

(4)化工生產為做到又“快”又“多”采用多種方法，試寫出兩項合成氨工業中為實現“多”所采取的措施：__________________________，__________________________。

(5)0.1 mol/L的(NH4)2SO4水溶液中各離子濃度由大到小的順序是_____________________，在該溶液中加入少量明礬固體，溶液中NH4+的濃度_______（填“增大”、“減小”或“不變”），其原因是_________________________________________________________。

(6)如圖是1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和 CO反應的熱化學方程式 _____________________________________________。

Answer 1

【答案】＞ 2 ＞ c 采用20MPa~50MPa高壓 及時將產物液化除去 c(NH4+)> c(SO42-)> c(H+)> c(OH-) 增大 NH4+ 水解呈酸性，Al3+水解也呈酸性，兩者相互抑制，c(NH4+)增大 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) + 234kJ/mol

【解析】

(1)合成氨N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q(Q＞0)，正向為放熱反應，隨溫度升高平衡逆向移動，平衡常數K值減小，故K1 ＞K2；

(2) 400℃時，N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，平衡常數K=0.5，則2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) ，平衡常數為==2；當測得NH3和N2、H2的物質的量濃度分別為3 mol/L和2 mol/L、1 mol/L時，Qc===＜K，反應正向進行，故υ(N2)(正) ＞υ(N2)(逆) ；

(3)在密閉恒容的容器中，a．υ(N2)（正）=3υ (H2)（逆），不同物質表示的正逆速率不等于化學計量數之比，反應沒有達到平衡狀態，a不選；b．混合氣體的密度=，混合氣體的質量守恒m是定量，恒容容器，混合氣體的密度始終是個定值，故混合氣體的密度保持不變，不能說明反應達到平衡狀態，b不選；c．同溫同壓下，容器內的壓強與氣體的物質的量呈正比，該反應正向是氣體分子數目減小方向，則氣體的物質的量是個變化量，壓強是個變量，當壓強保持不變，說明反應達到平衡狀態，c選；d．各物質的物質的量濃度保持不變可以作判斷依據，N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2，各物質的濃度比等于化學計量數之比不能說明達到平衡，d不選；故能作為合成氨反應達到平衡的依據的選c；

(4)合成氨工業中為實現“多”是提高氨的產率，可以從平衡移動角度考慮，適當增大壓強，平衡正向移動，適當降低反應的溫度，平衡正向移動，及時將氨氣液化分離出該體系，平衡正向移動，均可以提高反應物的轉化率而提高氨產率； 故所采取的措施：采用20MPa~50MPa高壓，及時將產物液化分離；

(5)0.1 mol/L的(NH4)2SO4水溶液中NH4+發生水解溶液顯酸性，由于水解是微弱的，c(NH4+)約為c(SO42-)的兩倍，故各離子濃度由大到小的順序是c(NH4+)> c(SO42-)> c(H+)> c(OH-)；在該溶液中加入少量明礬固體，Al3+水解也呈酸性，兩者相互抑制，c(NH4+)增大；

(6)根據反應進程能量圖，該反應為放熱反應，且放出熱值為368kJ/mol-134kJ/mol=234kJ/mol，NO2和 CO反應的熱化學方程式：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) + 234kJ/mol。