Question

【题目】目前工业上合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 KJ/mol

（1）在恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，达到新平衡时，c(H2)将______(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”，下同)，c(N2)·c(H2)将_______。

（2）下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1:3时，平衡混合物中氨的体积分数。若分别用VA(NH3)和VB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则VA(NH3)_____VB(NH3)(填“>、“<”或“=")

（3）①若恒温恒压下，在一容积可变的容器中，达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1mol,若此时再充入3molN2,则平衡____移动(“向正向“向逆向”“不”)；

②若氮气与氢气以1:1混合反应时，达到平衡后，如果升高温度氮气的体积分数将____(“变大”“变小”不变”下同)；如果增大压强氮气的体积分数将___。

（4）H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物，该反应的能量变化如图所示:用CO2和氨合成尿素的热化学方程式为________。

（5）工业生产中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4，该溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是__________。

Answer 1

【答案】 减小 增大 < 不 不变(等于50%) 不变 2NH3（l）+CO2（g）═H2O（l）+H2NCONH2ΔH=-134KJ/mo1 c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)

【解析】（1）在恒温恒容条件下，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，向反应平衡体系中充入氮气，增大反应物浓度，平衡正向移动，达到新平衡时，c(H2)将减小；用平衡常数k=c2(NH3)/c(N2)·c3(H2)，c(N2)·c(H2)=c2(NH3)/kc2(H2)，温度不变，k不变，c2(NH3)增大，c2(H2)减小，故c(N2)·c(H2)将增大；（2）温度越大，压强越大，反应速率越大，由图可知，B对应的温度、压强大，则反应速率大，则VA(NH3) < VB(NH3)；（3）①恒温恒压下，在一容积可变的容器中，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1mol，设平衡时容器体积为1L，该温度下平衡常数K=12/1×13=1，若此时再充入3molN2，恒温恒压下体积之比等于气体物质的量之比，则容器体积=1L×6/3=2L，Qc==1=k,故平衡不移动；②若氮气与氢气以1:1混合反应时，达到平衡后，令氮气变化x，则平衡后氮气为1-x，氢气为1-3x，氨气为2x,氮气的体积分数为(1-x)/(1-x+1-3x+2x)=0.5,升温氮气的体积分数将不变，为定值50%；如果增大压强氮气的体积分数将不变。（4）已知①2NH3（l）+CO2（g）═H2NCOONH4（氨基甲酸铵）（l）△H1=-272.0kJ·mol－1；②H2NCOONH4（l）═H2O（l）+H2NCONH2（l）△H2=+138.0kJ·mol－1，根据盖斯定律，①+②可得：2NH3（l）+CO2（g）═H2O（l）+H2NCONH2 （l），△H=-272.0kJ·mol－1+138.0kJ·mol－1=-134.0kJ·mol－1。（5）工业生产中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4，该溶液中各离子的物质的量浓度c(H+)来源于NH4＋水解和NH4HSO4电离，浓度最大；c(SO42-)只来源于NH4HSO4电离，c(NH4+)要水解一部分，比c(SO42-)小，由大到小的顺序是c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)。