Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，其單質及化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用。

（1）一定溫度下，在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N₂和8molH₂并發(fā)生反應。10min達平衡，測得氨氣的濃度為0．4 mol·L^－1，此時氮氣的轉化率為________。若想提高氨氣的產率，根據(jù)化學平衡移動原理，提出合理的建議______________（寫出一條即可）。

（2）如圖是1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應生成lmol  CO₂（g）和1 mol NO（g）過程中能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學方程式_____________________。

（3）在容積恒定的密閉容器中，進行如下反應：N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）    △H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表：

①該反應的平衡常數(shù)表達式：K＝_____________；

②試判斷K₁__________K₂（填寫“＞”“＝”或“＜”＝；

③NH₃（g）燃燒的方程式為：4NH₃（g）＋7O₂（g）＝4NO₂（g）＋6H₂O（l），已知：

H₂（g）＋O₂（g）2H₂O（l）    △H＝－483．6 kJ／mol

N₂（g）＋2O₂（g）2NO₂（g）    △H＝＋67．8 kJ／mol

N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）    △H＝－92．0 kJ／mol

請計算NH₃（g）的燃燒熱________kJ／mol。

 

Answer 1

【答案】

（1）10%；增大反應物濃度（或降低溫度，或增大壓強，或及時轉移走生成的氨）；（2）NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；

（3）

②＞；③282.8kJ/mol．

【解析】

試題分析：（1）10min達平衡，測得氨氣的濃度為0.4mol/L，則氮氣的濃度變化量為0.4mol/L×1/2=0.2mol/L，故氮氣的轉化率=0.2/2×100%=10%；

增大反應物濃度，降低溫度，增大壓強，或及時轉移走生成的氨，都可以使平衡向正反應方向移動，氨氣的產率提高。

（2）該反應的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1，

（3）①N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）的平衡常數(shù)表達式k=

②N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H＜0，正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂，

③NH₃（g）燃燒的方程式為4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（l），已知：

Ⅰ、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-483.6kJ/mol

Ⅱ、N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.8kJ/mol

Ⅲ、N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.0kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律，Ⅱ×2-Ⅲ×2+Ⅰ×3得：4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（l），△H=2×67.8kJ/mol

-2×（-92.0kJ/mol）+3×（-483.6kJ/mol）=-1131.2kJ/mol，故氨氣的燃燒熱為1131.2 kJ/mol/4=282.8kJ/mol，

考點：化學平衡的有關計算、化學平衡影響因素、化學平衡常數(shù)，反應熱的計算等