Question

【題目】目前工業(yè)上合成氨的反應(yīng)原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 KJ/mol

（1）在恒溫恒容條件下，向反應(yīng)平衡體系中充入氮氣，達到新平衡時，c(H2)將______(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法判斷”，下同)，c(N2)·c(H2)將_______。

（2）下圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下，初始時氮氣、氫氣的體積比為1:3時，平衡混合物中氨的體積分數(shù)。若分別用VA(NH3)和VB(NH3)表示從反應(yīng)開始至達平衡狀態(tài)A、B時的化學(xué)反應(yīng)速率，則VA(NH3)_____VB(NH3)(填“>、“<”或“=")

（3）①若恒溫恒壓下，在一容積可變的容器中，達到平衡狀態(tài)時，N2、H2、NH3各1mol,若此時再充入3molN2,則平衡____移動(“向正向“向逆向”“不”)；

②若氮氣與氫氣以1:1混合反應(yīng)時，達到平衡后，如果升高溫度氮氣的體積分數(shù)將____(“變大”“變小”不變”下同)；如果增大壓強氮氣的體積分數(shù)將___。

（4）H2NCOONH4是工業(yè)合成尿素的中間產(chǎn)物，該反應(yīng)的能量變化如圖所示:用CO2和氨合成尿素的熱化學(xué)方程式為________。

（5）工業(yè)生產(chǎn)中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4，該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是__________。

Answer 1

【答案】 減小 增大 < 不 不變(等于50%) 不變 2NH3（l）+CO2（g）═H2O（l）+H2NCONH2ΔH=-134KJ/mo1 c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)

【解析】（1）在恒溫恒容條件下，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，向反應(yīng)平衡體系中充入氮氣，增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動，達到新平衡時，c(H2)將減��；用平衡常數(shù)k=c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)，c(N2)·c(H2)=c2(NH3)/kc2(H2)，溫度不變，k不變，c2(NH3)增大，c2(H2)減小，故c(N2)·c(H2)將增大；（2）溫度越大，壓強越大，反應(yīng)速率越大，由圖可知，B對應(yīng)的溫度、壓強大，則反應(yīng)速率大，則VA(NH3) < VB(NH3)；（3）①恒溫恒壓下，在一容積可變的容器中，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）達到平衡狀態(tài)時，N2、H2、NH3各1mol，設(shè)平衡時容器體積為1L，該溫度下平衡常數(shù)K=12/1×13=1，若此時再充入3molN2，恒溫恒壓下體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比，則容器體積=1L×6/3=2L，Qc==1=k,故平衡不移動；②若氮氣與氫氣以1:1混合反應(yīng)時，達到平衡后，令氮氣變化x，則平衡后氮氣為1-x，氫氣為1-3x，氨氣為2x,氮氣的體積分數(shù)為(1-x)/(1-x+1-3x+2x)=0.5,升溫氮氣的體積分數(shù)將不變，為定值50%；如果增大壓強氮氣的體積分數(shù)將不變。（4）已知①2NH3（l）+CO2（g）═H2NCOONH4（氨基甲酸銨）（l）△H1=-272.0kJ·mol－1；②H2NCOONH4（l）═H2O（l）+H2NCONH2（l）△H2=+138.0kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，①+②可得：2NH3（l）+CO2（g）═H2O（l）+H2NCONH2 （l），△H=-272.0kJ·mol－1+138.0kJ·mol－1=-134.0kJ·mol－1。（5）工業(yè)生產(chǎn)中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4，該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度c(H+)來源于NH4＋水解和NH4HSO4電離，濃度最大；c(SO42-)只來源于NH4HSO4電離，c(NH4+)要水解一部分，比c(SO42-)小，由大到小的順序是c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)。