Question

工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）在合成氨的反应中，改变反应条件，会使平衡发生移动．如图象表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势．
当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（选填字母序号）

b

，
当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序号）

a

．
（2）如图所示三个容积相同的容器①、②、③，若起始温度相同，分别向三个容器中充入3mol H₂和1mol N₂，一定条件下反应，达到平衡时各容器中NH₃物质的百分含量由大到小的顺序为

①＜②＜③

（填容器编号）
（3）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图所示）：
4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O
4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O
温度较低时以生成

N₂

为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因

生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降

．吸收塔中需要补充空气的原因

进一步与NO反应生成硝酸

．

Answer 1

分析：（1）合成氨反应是一个体积减小的反应，可以得出随着压强的增大，平衡向氨气增大的方向移动，结合图象可以知道b符合要求．又因为合成氨反应是一个放热反应，可以得出随着温度的升高，平衡向氨气减少的方向移动，结合图象可以知道a符合要求．
（2）要求三个容积相同的容器①、②、③，若起始温度相同，分别向三个容器中充入3mol H₂和1mol N₂，一定条件下反应，可以知道①是恒温，合成氨是一个放热反应，因此①相当于外界对体系加热，因此加热平衡向氨气减少的方向移动，③活塞可以自由的移动，和外界的大气压强始终保持一致，因合成氨反应是一个压强减少的反应，所以保持压强不变，相当于对体系加压，所以平衡向氨气生成的方向移动．
（3）要结合图象来进行解答，对于生成NO的反应，一开始反应没有达到平衡，当NO达到最高点时，温度在升高，平衡就向着氨气减少的方向进行．

解答：解：（1）工业合成氨为N₂+3H₂

催化剂 .

高温高压

2NH₃ △H＜0 增大压强时平衡向右进行，氨气的百分含量增大，
因△H＜0，为放热反应，增加温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量减少，故答案为：b，a．
（2）以②为基准，①外有隔热套，相当于在②基础上加热平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量减少．③是恒压状态，相当于在②基础上加压，平衡向右进行，氨气的百分含量增大．所以NH₃物质的百分含量由大到小的顺序为①＜②＜③
故答案为：①＜②＜③；
（3）由图象可知在温度较低时生成氮气．温度高于900℃时，NO产率下降是因为反应4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O是放热反应，达到平衡后，升温平衡逆向进行．故产率降低．吸收塔中需要补充空气是增加反应物的浓度，使平衡向正向移动，进一步与NO反应生成硝酸．
故答案为：N₂；生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降；进一步与NO反应生成硝酸．

点评：正确理解影响平衡移动的因素和等效平衡原理．