Question

【題目】氨在生產(chǎn)生活中應用廣泛。

(1) NH2Cl與水反應生成強氧化性的物質，可作長效緩釋消毒劑，工業(yè)上可通過反應：NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g) + HCl(g)制備氯胺，已知部分化學鍵的鍵能如下表所示(假定不同物質中同種化學鍵的鍵能一樣)， 則上述反應的H=__________kJ·mol—1

化學鍵	N-H	Cl-Cl	N-Cl	H-Cl
鍵能/(kJ/mol)	a	b	c	d

(2)氨氣是重要的化工產(chǎn)品。目前工業(yè)合成氨的原理是: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在恒溫恒壓裝置中進行工業(yè)合成氨反應，下列說法正確的是__________。

a.氣體壓強不再變化時，表明該反應已達平衡狀態(tài)

b.氣體密度不再變化時，表明該反應已達平衡狀態(tài)

c.平衡后，壓縮容器，會生成更多NH3

d.平衡后，向裝置中通入一定量Ar， 平衡不移動

(3)現(xiàn)向三個體積均為5L,溫度分別恒定為T1、 T2、T3的恒容密閉容器I、II、 III中，分別充入1 mol N2和3 molH2發(fā)生反應: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H1=-93 kJ·mol—1，當反應均進行到2min時H2的體積分數(shù)如圖所示，其中只有一個容器中的反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)。

①2min時三個容器中的反應達到化學平衡狀態(tài)的是_____容器.(填“I”、“II”或“III”)。

②0～2 min內容器I中用NH3表示的化學反應速率v(NH3)=____。 (保留兩位有效數(shù)字)

③2 min時容器II中v正______ v逆。 (填“<”、 “>”或“=”)

④當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)最小的是容器______(填容器序號)，它的數(shù)值為____(保留兩位有效數(shù)字)。

(4)氨在高溫下可將一些固體金屬氧化物還原為固態(tài)或液態(tài)金屬單質，本身被氧化為N2。在不同溫度下，氨氣還原四種金屬氧化物達到平衡后，氣體中與溫度(T)的關系如圖所示。下列說法正確的是______(填字母)。

A. NH3還原PbO2的反應△H>0

B.工業(yè)冶煉這四種金屬時，NH3冶煉金屬鉻(Cr)的還原效率最低

C.實驗室還原出金屬銅(Cu)時，325°C 下NH3的利用率比425°C下NH3的利用率更大

D.通過延長反應管的長度來增加金屬氧化物和NH3的接觸面積，可以減少尾氣中NH3的量

Answer 1

【答案】a+b-c-d bc Ⅲ 0.064molL1min 1 ＞ III 2.1 L2mol2 BC

【解析】

（1）反應的焓變等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和；

（2）a.在恒溫恒壓裝置中氣體壓強始終沒有變化；

b.反應中，由質量守恒定律可知氣體質量不變，該反應是一個氣體體積減小的可逆反應，容器的體積會減小，氣體密度增大；

c.該反應是一個氣體體積減小的可逆反應，平衡后，壓縮容器，容器的壓強增大，平衡向正反應方向移動；

d.在恒溫恒壓裝置中合成氨反應達到平衡后，向裝置中通入一定量Ar，容器的壓強減小，平衡向逆反應方向移動；

（3）①若未達平衡，溫度越高反應速率越快，相同時間內氫氣的含量越低；

②依據(jù)題意建立三段式求解可得；

③若未達平衡，溫度越高反應速率越快，相同時間內氫氣的含量越低，2min時，氫氣的含量Ⅲ最大，則II沒有達到平衡；

④合成氨反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，則當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)最小的是容器Ⅲ，依據(jù)題意建立三段式求解可得；

（4）的值越大，說明冶煉金屬的還原效率越低，NH3的利用率越大。

（1）反應的焓變等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，則反應的H=[3E（N-H）+E（Cl-Cl）]—[2 E（N-H）+E（N-Cl）+E(H-Cl)]=（a+b-c-d）kJ·mol—1，故答案為：a+b-c-d；

（2）a.在恒溫恒壓裝置中氣體壓強始終沒有變化，氣體壓強不再變化不能表明該反應已達平衡狀態(tài)，故錯誤；

b.反應中，由質量守恒定律可知氣體質量不變，該反應是一個氣體體積減小的可逆反應，容器的體積會減小，氣體密度增大，則氣體密度不再變化能表明該反應已達平衡狀態(tài)，故正確；

c.該反應是一個氣體體積減小的可逆反應，平衡后，壓縮容器，容器的壓強增大，平衡向正反應方向移動，NH3的量增大，故正確；

d.在恒溫恒壓裝置中合成氨反應達到平衡后，向裝置中通入一定量Ar，容器的壓強減小，平衡向逆反應方向移動，故錯誤；

bc正確，故答案為：bc；

（3）①若未達平衡，溫度越高反應速率越快，相同時間內氫氣的含量越低，2min時，氫氣的含量Ⅲ最大，則Ⅲ到達平衡，故答案為：Ⅲ到達平衡；

②設0～2 min內容器I中氨氣的轉化率為x，由題意建立如下三段式：

由氫氣百分含量為40%可得×100%=40%，解得x=，則化學反應速率v(NH3)= ≈0.064 molL1min 1，故答案為：0.064 molL1min 1；

③若未達平衡，溫度越高反應速率越快，相同時間內氫氣的含量越低，2min時，氫氣的含量Ⅲ最大，則II沒有達到平衡，則v正＞v逆，故答案為：＞；

④合成氨反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，則當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)最小的是容器Ⅲ，設0～2 min內容器中氨氣的轉化率為x，由題意建立如下三段式：

由氫氣百分含量為60%可得×100%=60%，解得x=，則平衡常數(shù)K=≈2.1L2mol2，故答案為：2.1L2mol2；

（4）A.由圖可知，NH3還原PbO2時，升高溫度，增大，說明平衡向逆反應方向移動，NH3還原PbO2的反應為放熱反應，△H＜0，故錯誤；

B.相同溫度時，的值越大，說明冶煉金屬的還原效率越低，由圖可知，相同溫度時，NH3冶煉金屬鉻(Cr)的最大，則還原效率最低，故正確；

C.的值越大，說明NH3的利用率越大，由圖可知，還原出金屬銅(Cu)時，溫度升高，增大，則325°C 下NH3的利用率比425°C下NH3的利用率更大，故正確；

D.、通過延長反應管的長度不能增加金屬氧化物的表面積，不能增大金屬氧化物和NH3的接觸面積，故D錯誤；

BC正確，故答案為：BC。