Question

（2009?駐馬店二模）如圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程．

（1）吸收塔C中通入空氣的目的是

使NO充分氧化（或者“提高NO的轉(zhuǎn)化率”）

．A、B、C、D四個容器中的反應，屬于氧化還原反應的是

ABC

（填字母）．
（2）已知：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266.8kJ/mol
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
寫出氨高溫催化氧化的熱化學方程式：

4NH₃（g）+5O₂（g）

催化劑 .

△

4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.8KJ/mol

．
（3）已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol．為提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，宜采取的措施有

CD

（填字母）．
A．升高溫度   B．使用催化劑   C．增大壓強   D．循環(huán)利用和不斷補充氮氣
（4）在一定溫度和壓強下，將H₂和N₂按3：1（體積比）在密閉容器中混合，當該反應達到平衡時，測得平衡混合氣中NH₃的氣體體積分數(shù)為17.6%，求此時H₂的轉(zhuǎn)化率？（要有完整的計算過程，結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：本題中涉及的化學反應有：N₂+3H₂?2NH₃ 、4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O、2NO+O₂═2NO₂ 、3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO、4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃ 、NH₃+HNO₃═NH₄NO₃
（1）吸收塔中涉及的反應有：2NO+O₂═2NO₂；3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃；為使NO充分氧化而生成硝酸，應通入過量空氣；根據(jù)反應中各物質(zhì)的組成元素的化合價是否發(fā)生變化來判斷是否發(fā)生氧化還原反應；
（2）已知：①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）；△H=-1266.8kJ/mol；
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ/mol，利用蓋斯定律可求知反應熱；
（3）為提高某一反應物的轉(zhuǎn)化率，應使平衡向正反應反應方向移動；
（4）根據(jù)阿伏加德羅定律結合化學方程式，用三段式計算法計算．

解答：解：（1）吸收塔中涉及的反應有：2NO+O₂═2NO₂；3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃；為使NO充分氧化而生成硝酸，應通入過量空氣；題中涉及的化學反應有：①N₂+3H₂?2NH₃②4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O③2NO+O₂═2NO₂④3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO⑤4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃⑥NH₃+HNO₃═NH₄NO₃，
其中①②③④⑤屬于氧化還原反應，
故答案為：使NO充分氧化（或者“提高NO的轉(zhuǎn)化率”）； ABC；
（2）已知：①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266.8kJ/mol，
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol，
利用蓋斯定律①-2×②可得：4NH₃（g）+5O₂（g）

催化劑 .

△

4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.8KJ/mol；
故答案為：4NH₃（g）+5O₂（g）

催化劑 .

△

4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.8KJ/mol；
（3）為提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，應是反應向正反應方向移動，則可采取的措施有：增大壓強、循環(huán)利用和不斷補充氮氣、及時分離出氨氣，
故答案為：CD；
（4）設開始時H₂的物質(zhì)的量為3 mol，平衡時變化量為xmol
              3H₂ （g）+N₂ （g）?2NH₃（g）
起始量（mol）  3        1            0
變化量（mol）  x       

1

3

x          

2

3

x
平衡量（mol） 3-x    1-

1

3

x         

2

3

x   
則平衡時NH₃的體積分數(shù)為：

2 3 xmol

4mol- 2 3 xmol

×100%=17.6%
解得x=0.9 
∴H₂轉(zhuǎn)化率為：

0.9mol

3mol

×100%=30.0%，答：氫氣的轉(zhuǎn)化率是30.0%．

點評：本題以工業(yè)合成硝酸銨為載體，考查化學反應與能量、化學平衡等問題，注意外界條件對化學平衡的影響，注意有關化學平衡的計算方法，題目難度中等．