题目内容

氨在国民经济中占有重要地位．
（1）合成氨工业中，合成塔中每生成2mol NH3，放出92.2kJ热量．
①工业合成氨的热化学方程式是
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol
．
②若起始时向容器内放入2mol N2 和6mol H2，达平衡后放出的热量为Q，则Q
＜
＜
（填“＞”、“＜”或“=”）184.4kJ．
③已知：（如图1所示）

1mol N-H键断裂吸收的能量约等于
391
391
kJ．
（2）工业生产尿素的原理是以NH3 和CO2 为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H20（l），该反应的平衡常数和温度的关系如表所示：
T/℃ 165 175 185 195
K 111.9 74.1 50.6 34.8
①△H
＜
＜
（填“＞”、“＜”或“=”）0．
②在一定温度和压强下，若原料气中的NH3 和CO2 的物质的量之比（氨碳比）
n(NH3)
n(CO2)
=x，碳比（x）与CO2 平衡转化率（α）的关系如图2所示．α 随着x增大而增大的原因是
c（NH3）增大，平衡正向移动
c（NH3）增大，平衡正向移动
．
③图2中的B点处，NH3的平衡转化率为
32%
32%
．
分析：（1）①依据热化学方程式的书写方法分析书写；
②反应是可逆反应不能进行彻底
③依据反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量计算得到；
（2）①依据平衡常数随温度变化分析判断反应吸热放热；
②增大反应物浓度，平衡正向进行；
③依据x含义和图象数据分析结合化学方程式换算氨气转化率；
解答：解：（1）①合成塔中每生成2mol NH3，放出92.2kJ热量，依据热化学方程式写出，标注物质聚集状态和对应反应放出的热量写出热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol
故答案为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol
②反应是可逆反应不能进行彻底，该温度下合成塔中放入2mol N2和6mol H2，达平衡后放出的热量小于184.4 kJ；
故答案为：＜；
③3H2+N2?2NH3，反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436+945.8-6×N-H键键能=-92.2，N-H键键能=391KJ；
故答案为：391；
（2）①平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
②2NH3 （g）+CO2 （g）?CO（NH2）2 （l）+H2O （l），图象分析判断，增大氨气浓度平衡正向进行，转化率增大，故答案为：c（NH3）增大，平衡正向移动；
③B点处x=4，原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为4，二氧化碳转化率为64%，假设氨气为4mol，二氧化碳为1mol，则反应的二氧化碳为0.64mol，
依据化学方程式2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（l）反应的氨气为1.28mol，
NH3的平衡转化率=
1.28mol
4mol
×100%=32%；
故答案为：32%；
点评：本题考查了化学能与热能关系分析判断，焓变计算应用，热化学方程式书写，注意可逆反应的判断，题目难度中等
练习册系列答案
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氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究
（1）已知在400℃时，2NH3（g）?N2 （g）+3H2（g） （△H＞0）的平衡常数K=2，
①400℃时，N2 （g）+3H2（g）?2NH3（g）的K=
0.5
0.5
（填数值）．
②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V（NH3）正
=
=
V（NH3）逆（填：＞、＜、=、不能确定）．
（2）已知：H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O（l）△H=-285.8kJ?mol-1…①
O2(g)+
1
2
N2(g)=NO2（g）△H=+33.9kJ?mol-1…②
3
2
H2(g)+
1
2
N2(g)=NH3（g）△H=-46.0kJ?mol-1…③
H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ?mol-1…④
则表示NH3燃烧热的热化学方程式为
NH3（g）+
3
4
O2（g）=
1
2
N2（g）+
3
2
H2O（l）；△H=-382.7kJ/mol
NH3（g）+
3
4
O2（g）=
1
2
N2（g）+
3
2
H2O（l）；△H=-382.7kJ/mol
．
氨在国民经济中占有重要地位．请回答有关氨的下列问题：
（1）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+akJ/mol
           4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-bkJ/mol
           2H2（g）+O2（g）═2H20（g）△H=-ckJ/mol
则N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的△H=
a+
b
2
-
3c
2
kJ/mol
a+
b
2
-
3c
2
kJ/mol
；
（2）在一定温度下，将3molN2气体和7molH2气体通入到体积为1L的密闭容器中．当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80%，则其平衡常数为
1
32
（或0.031）
1
32
（或0.031）
．改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是
①②
①②
；
①增大压强  ②增大反应物质的浓度  ③使用催化剂  ④降低温度
（3）可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟（成份为氯化铵）生成．该反应的化学方程式为
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
；
（4）工业生产氨水的物质的量浓度为20mol/L，实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时，需取20mol/L的氨水
25mL
25mL
mL（用100mL的容量瓶）．假如该氨水的pH=a，加入相同体积的盐酸时，两溶液恰好反应，则此盐酸的pH
小于
小于
14-a（填“大于”“小于”或“等于”）．
氨在国民经济中占有重要的地位，2008年，我国氨产量接近500万吨．下图是合成氨的简要流程．

（1）下表是空气中部分气体的沸点．将空气液化加热分馏，依据下表数据判断，最先气化得到的气体是
氦气
氦气
．
气体名称 氨气 氧气 氦气 氖气 氩气 氪气 氚气
沸点/℃ -196 -183 -269 -264 -186 -153 -108
（2）天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气．下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗．
原料 天然气 重油 煤
相对投资费用 1.0 1.5 2.0
能量消耗/J?t-1 28×109 38×109 48×109
①依据上表信息，你认为采用
天然气
天然气
为原料最好．
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式：
CH4+H2O
 催化剂 
.
高温
CO+3H2
CH4+H2O
 催化剂 
.
高温
CO+3H2
．
③已知C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ?mol-1；
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ?mol-1；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ?mol-1；
试写出由C于水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131kJ?mol-1
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131kJ?mol-1
．
（3）下表是在某种催化剂作用下用体积比为1：3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据．
NH3含量%
压强/MPa


温度/℃		 0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
①依据表中数据判断，合成氨反应N2+3H22NH3的△H
＜
＜
（填“＞”、“＜”或“无法判断”）0，请简要说明理由
相同条件下，升高温度，NH3含量减小，平衡左移，逆反应吸热，正反应放热
相同条件下，升高温度，NH3含量减小，平衡左移，逆反应吸热，正反应放热
；
②该反应的化学平衡常数表达式为
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
．
③在300℃、10MPa下，合成氨反应达到平衡时，混合气体的体积是反应开始时的
0.66
0.66
倍．
氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究．
（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气．C（s）+H2O（g）?H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol，△S=+133.7J/K
该反应在低温下能否自发
 
（填：能或否）．
（2）已知在400℃时，N2 （g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0   的K1=0.5，
①2NH3（g）?N2 （g）+3H2（g）的K2=
 
（填数值）．
②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V（N2）正
 
V（N2）逆（填：＞、＜、=、不能确定）．
（3）已知反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH （g）△H＜0
a．该反应在一定条件下达到平衡后，在保证H2浓度不变的情况下，增大容器的体积，试根据平衡常数，判断平衡
 

A．向正反应方向移动  B．向逆反应方向移动   C．不移动
b．若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：
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t2时的平衡常数K与t1时的相比可能
 
（填字母代号）
A．增大    B．减小  C．不变．

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