Question

14．氨在國防、工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用．
（1）工業(yè)以甲烷為原料生產(chǎn)氨氣的過程如下：甲烷$\stackrel{Ⅰ}{→}$氫氣$\stackrel{Ⅱ}{→}$氨氣
①過程Ⅰ中，有關(guān)化學反應的能量變化如圖1所示
反應①為吸熱反應（填“吸熱”或“放熱”），CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO（g）和H₂（g）的熱化學方程式是CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1kJ/mol．
②CO可降低過程Ⅱ所用催化劑的催化效率，常用乙酸二氨合銅（Ⅰ）溶液吸收，其反應原理為：[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（aq）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₂]CH₂COO•CO（1），所得溶液經(jīng)處理的又可再生，恢復其吸收CO能力，再生的適宜條件是b．（選填字母）．
a．高溫、高壓  b．高溫、低壓  c．低溫、低壓  d．低溫、高壓
③如表是過程Ⅱ中，反應物的量相同時，不同條件下平衡體系中氨的體積分數(shù)

	15.2MPa	20.3MPa	30.4MPa
400℃	32.8%	38.8%	48.2%
450℃	22.4%	27.5%	35.9%
500℃	14.9%	18.8%	25.8

Ⅰ．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是氮氣和氫氣合成氨的反應正向為放熱反應并且是體系壓強減小的反應，升高溫度平衡逆向移動；增大壓強，平衡正向移動．
Ⅱ．恒溫時，將N₂和H₂的混合氣體充入2L密閉容器中，10分鐘后反應達到平衡時n （N₂）=0.1mol，
n （H₂）=0.3mol．圖2圖象能正確表示該過程中相關(guān)量的變化的是ab．（選填字母）．

Answer 1

分析 （1）反應①反應物總能量比生成物總能量低，為吸熱反應；根據(jù)蓋斯定律來計算反應的焓變并書寫熱化學方程式；
②根據(jù)溫度和壓強對化學平衡移動的影響知識來回答；
③I．由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度相同時，壓強越大，氨的體積分數(shù)越大；壓強相同時，溫度越高，氨的體積分數(shù)越��；
II．a(chǎn)、N₂與H₂生成NH₃一段時間后，反應達到平衡；
B、反應過程中氣體的密度等于質(zhì)量和體系體積的比值；
c、起始時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不為0．

解答 解：（1）反應①反應物總能量比生成物總能量低，為吸熱反應；由圖示可得：CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+76.9kJ/mol；CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol．由蓋斯定律得CH4（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1kJ/mol，
故答案為：吸熱；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1kJ/mol；
②欲使溶液再生，即使平衡向左移動，所以應減壓、升溫．故選b；
③I．由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度相同時，壓強越大，氨的體積分數(shù)越大；壓強相同時，溫度越高，氨的體積分數(shù)越小．故答案為：氮氣和氫氣合成氨的反應正向為放熱反應并且是體系壓強減小的反應，升高溫度平衡逆向移動；增大壓強，平衡正向移動；
II．N₂與H₂生成NH₃為放熱反應，一段時間后，反應達到平衡，a正確；
因質(zhì)量守恒、體積固定，所以反應過程中氣體的密度自始自終保持不變，b正確；
因質(zhì)量守恒、反應后氣體的物質(zhì)的量減小，所以從開始至平衡，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大至不變，但起始時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不為0，c錯誤；
故選ab．

點評 本題考查化學反應與能量、蓋斯定律、勒沙特列原理等知識，注意知識的靈活應用是關(guān)鍵．