Question

氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。完成下列填空：

合成氨工业中：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H<0，其化学平衡常数K与温度t的关系如表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

（1）试比较K₁、K₂的大小，K₁________ K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）

（2）400℃时，反应2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g)的化学平衡常数的值为_____________。当测得NH₃和N₂、H₂的物质的量浓度分别为3mol/L和2mol/L、1mol/L时，则该反应υ(N₂)_(正)___________υ(N₂)_(逆)（填写“＞”、“=”或“＜”）

（3）在密闭恒容的容器中，下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是____________。

a．υ(N₂)_（正）=3υ(H₂)_（逆）b．混合气体的密度保持不变

c．容器内压强保持不变d．N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2

（4）化工生产为做到又“快”又“多”采用多种方法，试写出两项合成氨工业中为实现“多”所采取的措施：__________________________，__________________________。

（5）0.1mol/L的(NH₄)₂SO₄水溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_____________________，在该溶液中加入少量明矾固体，溶液中的浓度_______（填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是___________________。

（6）如图是1molNO₂和1molCO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式_____________________________________________。

Answer

＞ 2 ＞ c 采用20MPa~50MPa高压 及时将产物液化除去 c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-) 增大 NH4+水解呈酸性，Al3+水解也呈酸性，两者相互抑制，c(NH4+)增大 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H =-234kJ/mol

【解析】

(1)对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0，温度升高，平衡逆向移动，K减小，即K1＞K2，故答案为：＞；

(2)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)为反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的逆反应，所以2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K==2，当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3mol/L和2mol/L、1mol/L时，QC==＜2，反应正向进行，υ(N2)(正)＞υ(N2)(逆)，故答案为：2；＞；

(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

a．结合化学计量数可知：υ(N2)（正）=υ(H2)（正），又因为υ(N2)（正）=3υ(H2)（逆），则υ(H2)（正）=3υ(H2)（逆），υ(H2)（正）≠υ(H2)（逆），反应未平衡，a错误；

b．体系中气体的总质量和体积始终保持不变，则混合气体的密度始终保持不变，即混合气体的密度保持不变，不能说明反应是否平衡，b错误；

c．恒容下，该反应的正反应是气体总物质的量减小的反应，若反应未平衡，压强将减小，容器内压强保持不变，说明反应已平衡，c正确；

d．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2无法判断三者的浓度是否还会变化，也就无法判断反应是否已平衡，d错误；

故答案为：c；

(4)实现“多”，就要使合成氨反应尽可能向右进行，可采用增大压强的方式进行，实际生产中往往采用20MPa~50MPa高压，及时将产物液化除去等，故答案为：采用20MPa~50MPa高压；及时将产物液化除去；

(5)(NH4)2SO4是强电解质，完全电离，溶液中NH4+会水解，但水解是微弱的，所以NH4+浓度最大，SO42-不水解，其浓度小于NH4+，NH4+水解显酸性，H+浓度大于OH-浓度，即c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)，NH4+水解呈酸性，加入少量明矾固体，Al3+水解也呈酸性，两者相互抑制，c(NH4+)增大，故答案为：c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)；增大；NH4+水解呈酸性，Al3+水解也呈酸性，两者相互抑制，c(NH4+)增大；

(6)由图可知，1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO的=E1-E2=134 kJ/mol -368 kJ/mol=-234kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol，故答案为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H =-234kJ/mol。