Question

氮气及含氮的化合物在国民经济中占有重要地位。合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH₃，放出92.4 kJ热量。

（1）若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q_____184.8kJ（填“>”、“<”或“=”） 。 一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示反应达到化学平衡状态的是____________。

a．3v_逆(N₂)=v_正(H₂)   　　　    b．2v_正(H₂)= v_正(NH₃)

c．混合气体密度保持不变 　    d．c(N₂)：c(H₂)：c(NH₃)=1：3：2

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) + H₂O (l)。

（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），右图是氨碳比（x）与CO₂平衡转化率（α）的关系。α随着x增大而增大的原因是___________。

（3）图中的B点处，NH₃的平衡转化率为_______。

已知：3Cl₂+2NH₃→N₂+6HCl      ――①   3Cl₂+8NH₃→N₂+6NH₄Cl    ――②

（4）完成并配平下列氧化还原反应方程式，再标出电子转移的方向和数目：

12Cl₂+15NH₃→                       ――③

（5）反应③中的还原剂是                 ，还原产物是                       。

（6）若按③反应后产生气体9.408L（标准状况），则被氧化的气体的物质的量是         mol。

 

Answer 1

【答案】

（1）<       a 　　　　　　（共2分，各1分）

（2）c(NH₃)增大，平衡正向移动，所以CO₂的转化率增大   （1分）

（3）25%　　（2分） 

（4）12Cl₂+15NH₃→ 4 N₂+ 7 NH₄Cl + 17 HCl  

（5）NH₃ （1分）　　NH₄Cl 和HCl      （各0.5分，共1分）

（6）0.16           （2分）

【解析】

试题分析：（1）由于合成氨的反应是可逆反应，若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后不可能有4mol氨气生成，故放出的热量为Q<184.8kJ。 一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示反应达到化学平衡状态的是 a．3v_逆(N₂)=v_正(H₂) 相当于同一物质的正逆反应相等，正确；

（2）根据方程式，c(NH₃)增大，平衡正向移动，所以CO₂的转化率增大。

（3）图中的B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50%，假设氨气为4mol，二氧化碳为1mol，则反应的二氧化碳为0.5mol，依据化学方程式2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）反应的氨气为1mol，NH₃的平衡转化率=1/4×100%=25%；故答案为：25%；

（4）运用氧化还原反应原理书写为2Cl₂+15NH3= 4 N₂+ 7 NH₄Cl + 17 HCl ，转移电子数为24e。

（5）反应③中的还原剂是NH₃，还原产物是NH₄Cl 和HCl。34．生成气体9.408L（标准状况），可求得其中氮气占了4/21，则被氧化的气体的物质的量就为氮气的8倍，即为0.16 mol。

考点：本题考查了化学能与热能关系分析判断，化学平衡状态的判断，氧化还原相关计算。