Question

目前工业合成氨的原理是：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H=-93.0kJ/mol

(1)己知一定条件下：2N₂(g)+6H₂O(l)4NH₃(g)+3O₂(g)  △H=+1530.0kJ/mol。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为____________________。

(2)在恒温恒容装置中进行合成氨反应，各组分浓度-时间图像如下。

① 表示N₂浓度变化的曲线是        (填序号)。

② 前25min 内，用H₂浓度变化表示的化学反应速率是                。

③ 在25min时，采取下列措施，能使N₂的转化率提高的是__________(填序号)。

a. 通入1molN₂

b. 通入1molH₂

c. 通入1molHe气

d. 通入1molHCl

e. 通入1molN₂和3molH₂

(3)在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法错误的是__________(填序号)。

a．气体体积不再变化，则已平衡

b．气体密度不再变化，则已平衡

c．平衡后，压缩容器，会生成更多NH₃

d．平衡后，往装置中通入一定量Ar，平衡不移动

(4)电厂烟气脱氮：主反应为：①4NH₃(g)+6NO(g)5N₂(g)+6H₂O(g)   △H<0

副反应为：②2NH₃(g)+8NO(g)5N₂O(g)+3H₂O(g)   △H>0

平衡混合气中N₂与N₂O含量与温度的关系如图所示。

请回答：在400～600K时，随温度的升高，平衡混合气中N₂含量_____________(填“升高”、“降低”或“不变”)，导致这种规律的原因是_______________________。

Answer

(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-286.0kJ/mol；

(2)①C；②0.12mol/(L·min)；③bde；

(3)d；(4)降低；主反应为放热反应，升高温度使主反应的平衡左移

【解析】

试题分析：(1)已知：①2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)△H=+l530.0kJ•mol-1，

②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-93.0kJ•mol-1，根据盖斯定律，(②×2-①)÷6可得：

H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol，故答案为：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol；

(2)①根据图象可知，反应进行到25min时曲线A减少了6mol/L-3mol/L=3mol/L，C减少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L，因此根据方程式可知表示N2浓度变化的曲线是C；故答案为：C；

②前25 min内，氢气浓度减少了3mol/L，则用H2浓度变化表示的化学反应速率是3mol/L÷25min=0.12 mol•L-1•min-1，故答案为：0.12 mol•L-1•min-1；

③ a.通入1molN2，平衡正向移动，但氮气的转化率降低，错误；b. 通入1molH2，平衡正向移动，氮气的转化率增大，正确；c. 通入1molHe气，平衡不移动，氮气的转化率不变，错误；d. 通入1molHCl，氨气的浓度减小，平衡正向移动，氮气的转化率增大，正确；e. 通入1molN2和3molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，氮气的转化率增大，正确；故选bde；

(3)a．正反应是气体物质的量减小的反应，恒温恒压下，随反应进行体积减少，因此在恒温恒压下气体体积不再变化时已平衡，故a正确；b．在反应过程中质量始终不变，但容器容积是变化的，所以密度是变化的，因此气体密度不再变化说明反应达到平衡，故b正确；c．平衡后，压缩容器，压强增大，平衡向正反应方向进行，因此生成更多NH3，故c正确，d．平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，容器容积增加，浓度降低，平衡向逆反应方向移动，故d错误；故选d；

(4)根据图象可知，在400K～600K时，平衡混合气中N2含量随温度的升高逐渐降低；主反应为放热反应，升高温度，平衡向着逆向移动，氮气的含量减小，故答案为：随温度升高，N2的含量降低；主反应为放热反应，升温使主反应的平衡左移或者副反应为吸热反应，升温使副反应的平衡右移，降低了NH3和NO浓度，使主反应的平衡左移。

考点：考查了盖斯定律、化学平衡图象、化学平衡移动的影响因素的相关知识。