Question

氮氣及含氮的化合物在國民經(jīng)濟中占有重要地位．合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2mol NH₃，放出92.4kJ熱量．
（1）若起始時向容器內(nèi)放入2mol N₂和6mol H₂，達平衡后放出的熱量為Q，則Q

 

184.8kJ（填“＞”、“＜”或“=”）． 一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示反應達到化學平衡狀態(tài)的是

 

．
a．3v_逆（N₂）=v_正（H₂）   　　　 b．2v_正（H₂）=v_正（NH₃）
c．混合氣體密度保持不變 　      d．c（N₂）：c（H₂）：c（NH₃）=1：3：2
工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH₃和CO₂為原料合成尿素[CO（NH₂）₂]，反應的化學方程式為2NH₃ （g）+CO₂ （g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）．
（2）在一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH₃和CO₂的物質(zhì)的量之比（氨碳比）

n(NH3)

n(CO2)

=x，如圖是氨碳比（x）與CO₂平衡轉(zhuǎn)化率（α）的關系．α隨著x增大而增大的原因是

 

．
（3）如圖中的B點處，NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

．
已知：3Cl₂+2NH₃→N₂+6HCl   ①
     3Cl₂+8NH₃→N₂+6NH₄Cl  ②
（4）完成并配平下列氧化還原反應方程式，再標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：
12Cl₂+15NH₃→

 

 
（5）反應③中的還原劑是

 

，還原產(chǎn)物是

 

．
（6）若按③反應后產(chǎn)生氣體9.408L（標準狀況），則被氧化的氣體的物質(zhì)的量是

 

mol．

Answer 1

考點：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線,氧化還原反應,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：氧化還原反應專題,化學平衡專題

分析：（1）反應是可逆反應不能進行徹底，據(jù)此判斷；根據(jù)化學平衡狀態(tài)特征判斷；
（2）根據(jù)濃度對平衡的影響判斷；
（3）根據(jù)化學方程式利用三段式進行計算；
（4）氧化還原中，得、失電子總數(shù)相等，進行配平，并用單線橋或者雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目；
（5）根據(jù)化合價的升降判斷還原劑和還原產(chǎn)物；
（6）生成的氣體為氮氣和氯化氫，二者物質(zhì)的量之比為：4：7，可計算出氮氣物質(zhì)的量，氨氣中的N元素被氧化為氮氣，據(jù)此計算．

解答： 解：（1）該溫度下合成塔中放入2mol N₂和6mol H₂，若完全進行徹底，放出熱量為：184.4 kJ，反應是可逆反應不能進行徹底，達平衡后放出的熱量小于184.4 kJ；
a、不同物質(zhì)的正逆反應速率之比等于計量數(shù)之比，達到化學平衡狀態(tài)，故a正確；
b、只表示正反應速率，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，b錯誤；
c、氣體密度ρ=

m

v

，體系恒容，氣體體積不變，反應前后全部都是氣體，質(zhì)量守恒，即反應前后氣體密度不變，不能判斷是否平衡，故c錯誤；
d、三種氣體濃度之比為比較特殊的值，不能說明各物質(zhì)濃度不變，不能判斷是否平衡，故d錯誤；
故答案為：＜；a；
（2）增加氨氣的濃度，平衡向正反應方向移動，二氧化碳的起始量沒有變化，所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，即X值越大，CO₂平衡轉(zhuǎn)化率越高，故答案為：c（NH₃）增大，平衡正向移動；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，B點x=4，CO₂平衡轉(zhuǎn)化率為0.5，設二氧化碳起始物質(zhì)的量為1mol，
          2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l），
起始（mol） 4       1         0               0
轉(zhuǎn)化（mol） 1     0.5
平衡（mol） 3     0.5
所以NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為

1

4

×100%=25%，故答案為：25%；
（4）氯氣具有強氧化性，氨氣具有還原性，故氯氣被還原為-1價，氨氣中的N元素被氧化為0價，則可寫出生成物為：N₂、NH₄Cl和HCl，由于已知：12Cl₂+15NH₃，觀察法配平，得到：12Cl₂+15NH₃→4 N₂+7 NH₄Cl+17 HCl；氨氣N元素失去24e^-，氯氣中Cl得到24e^-，用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為：
，故答案為：；
（5）還原劑為化合價升高的反應物，氨氣中N元素化合價升高，則氨氣為還原劑；發(fā)生還原反應得到的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，即化合價降低的生成物，可知NH₄Cl 和HCl中Cl元素化合價降低的元素，故還原產(chǎn)物為：NH₄Cl 和HCl，故答案為：NH₃；NH₄Cl 和HCl；   
（6）生成的氣體為氮氣和氯化氫，物質(zhì)的量n=

9.408L

22.4L/mol

=0.42mol，根據(jù)反應③可知，氮氣與氯化氫體積比為4：17，即n（N₂）=0.42mol×

4

4+17

=0.08mol，根據(jù)2NH₃→N₂，即被氧化氣體的物質(zhì)的量為氮氣物質(zhì)的量的2倍，故被氧化氣體物質(zhì)的量為0.08mol×2=0.16mol，
故答案為：0.16．

點評：本題主要考查了根據(jù)化學平衡的計算、等效平衡、轉(zhuǎn)化率的計算等知識點，中等難度，有一定的綜合性．