Question

氨催化分解既可防治氨气污染，又能得到氢能源。回答下列问题：

（1）已知：①4NH₃(g)+3O₂(g)⇌2N₂(g)+6H₂O(g)ΔH₁=－1266.6kJ·mol^-1

②H₂(g)+O₂(g)=H₂O(1)ΔH₂=－285.8kJ·mol^-1

③H₂O(1)=H₂O(g)ΔH₃=+44.0kJ·mol^-1

反应①的热力学趋势很大（平衡常数很大），其原因是________________。NH₃分解的热化学方程式为________________。

（2）在Co—Al催化剂体系中，压强p₀下氨气以一定流速通过反应器，得到不同催化剂下NH₃转化率随温度变化的关系如图所示。活化能最小的催化剂为________________：升高温度，NH₃的平衡转化率增大，其原因是________________；温度一定时，如果增大气体流速，则b点对应的点可能________________（填“a”“c”“d”“e”或“f”）。

（3）温度为T时，体积为1L的密闭容器中加入0.8molNH₃和0.1molH₂，30min达到平衡时，N₂的体积分数为20%，则T时反应2NH₃(g)⇌N₂(g)+3H₂(g)的平衡常数K=________________mol²·L^-2，NH₃的分解率为________________，达到平衡后再加入0.8molNH₃和0.1molH₂，NH₃的转化率________________（填“增大”“不变”或“减小”）。

（4）将氨溶解于水也可消除氨气的污染。常温下，向10mL0.1mol·L^-1氨水中逐滴加入相同浓度的CH₃COOH溶液，在滴加过程中=________________（填标号）．

A．始终碱小B．始终增大C．先减小后增大D．先增大后减小

Answer

反应①放出的热量很大 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.1kJ/mol 90CoAl NH3分解反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动 e 7.5 75% 减小 B

【解析】

（1）根据盖斯定律由×①-3（②+③）可得到目标热化学方程式；

（2）根据图像中几种催化剂对反应历程的影响进行分析，由外界条件对平衡移动的影响来分析判断；

（3）根据题中提供的数据列出三段式，计算平衡常数和转化率。

（4）根据二者混合后溶液里离子浓度的变化来分析。

（1）反应①的ΔH1=－1266.6kJ·mol-1，放出的热量很大，故热力学趋势很大；

反应：①4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=－1266.6kJ·mol-1

②H2(g)+O2(g)=H2O(1) ΔH2=－285.8kJ·mol-1

③H2O(1)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ·mol-1

根据盖斯定律，将方程式×①-3（②+③）得方程式2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=(-1266.6 kJ/mol)-3(-285.8+44) kJ/mol=+92.1 kJ/mol；

（2）由图分析可知，90CoAl催化剂在较低温度下就达到平衡状态，反应速率最快，反应的活化能最小；由2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.1kJ/mol可知 NH3分解反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，NH3的转化率增大；此反应为气体体积增大的反应，温度一定时，增大气体流速平衡逆向移动，氨气转化率减小，b点对应的点可能为e点，答案为：90CoAl；NH3分解反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动；e；

（3）由题中数据可知，设达到平衡时氮气的物质的量为xmol，列三段式为：

相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以达到平衡时N2的体积分数为：=20%，解得x=0.3mol，因为容器体积为1L，气体的物质的量与物质的量浓度数值相等，所以平衡常数K==7.5，NH3的分解率为100%=75%；达到平衡后再加入0.8molNH3和0.1molH2，相当于增大压强，反应逆向移动，氨气的转化率减小，答案为：7.5；75%；减小；

（4）常温下，向10mL0.1mol·L-1氨水中逐滴加入相同浓度的CH3COOH溶液发生反应，CH3COOH电离出的H+消耗NH3·H2O电离出的OH-，c（OH-）减小，促进NH3·H2O的电离，铵根离子浓度增大，一水合氨浓度减小，因此在滴加CH3COOH溶液过程中比值始终增大，答案为B。