题目内容
合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实．（1）已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ?mol-1．在一定条件下反应时，当生成标准状况下33.6L NH3时，放出的热量为
（2）合成氨混合体系在平衡状态时NH3的百分含量与温度的关系如图所示．由图可知：
①温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1
②T2温度时，在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、1.5mol H2，经10min达到平衡，则v（H2）=
（3）工业上用CO2和NH3反应生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）?H2O（l）+CO（NH2）2（l）△H，
在一定压强下测得如下数据：
| 温度/℃ CO2转化率%
|
100 | 150 | 200 | ||
| 1 | 19.6 | 27.1 | 36.6 | ||
| 1.5 | a | b | c | ||
| 2 | d | e | f |
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3，应如何处理
考点：化学平衡的计算,有关反应热的计算,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）依据热化学方程式定量关系计算分析，气体n=
，计算物质的量结合热化学方程式计算得到；
（2）①图象分析，A点氨气含量大于B点，说明温度越高，氨气含量越少，平衡逆向进行，平衡常数减小，恒温恒压加入惰性气体，体积增大压强减小，平衡向气体体积增大的分析进行，逆向进行；
②依据平衡转化率计算生成的氨气，结合平衡三段式列式计算，反应速率V=
，依据平衡常数概念和平衡浓度计算得到，依据题干浓度计算浓度商和平衡常数比较；
（3）①分析图表当氨气和二氧化碳物质的量之比等于1，随温度升高，CO2转化率增大，说明反应正向进行，正向是吸热反应，氨气和二氧化碳物质的量之比增大，平衡正向进行，二氧化碳转化率增大，依据化学平衡影响因素和平衡三段式分析判断；
②循环利用原料．
| V |
| 22.4 |
（2）①图象分析，A点氨气含量大于B点，说明温度越高，氨气含量越少，平衡逆向进行，平衡常数减小，恒温恒压加入惰性气体，体积增大压强减小，平衡向气体体积增大的分析进行，逆向进行；
②依据平衡转化率计算生成的氨气，结合平衡三段式列式计算，反应速率V=
| △c |
| △t |
（3）①分析图表当氨气和二氧化碳物质的量之比等于1，随温度升高，CO2转化率增大，说明反应正向进行，正向是吸热反应，氨气和二氧化碳物质的量之比增大，平衡正向进行，二氧化碳转化率增大，依据化学平衡影响因素和平衡三段式分析判断；
②循环利用原料．
解答：
解：（1）已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ?mol-1．在一定条件下反应时，当生成标准状况下33.6L NH3时物质的量=
=1.5mol，放出的热量=
=69.15kJ，
故答案为：69.15kJ；
（2）①图象分析，A点氨气含量大于B点，说明温度越高，氨气含量越少，平衡逆向进行，平衡常数减小，温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2，恒温恒压加入惰性气体，体积增大压强减小，平衡向气体体积增大的分析进行，逆向进行，平衡向左移动；
故答案为：＞；向左；
②T2温度时，图象分析可知，平衡时氨气含量为20%，在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、1.5mol H2，经10min达到平衡，设消耗氮气浓度为x，
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
起始量（mol/L） 2.1 1.5 0
变化量（mol/L） x 3x 2x
平衡量（mol/L） 2.1-x 1.5-3x 2x
平衡时氨气含量为20%，
=20%
x=0.3mol/L
则v（H2）=
=0.09 mol?L-1?min-1；
平衡浓度c（NH3）=0.6mol/L，c（H2）=0.6mol/L，c（N2）=1.8mol/L
K=
=0.93
达到平衡后，如果再向该容器内通入N2、H2、NH3各0.4mol，个物质浓度为：（NH3）=0.6mol/L+0.4mol/L=1mol/L，c（H2）=0.6mol/L+0.4mol/L=1mol/L，c（N2）=1.8mol/L+0.4mol/L=2.2mol/L
Q=
=0.45＜K=0.93，反应正向进行；
故答案为：0.09 mol?L-1?min-1；向右；
（3）①分析图表当氨气和二氧化碳物质的量之比等于1，随温度升高，CO2转化率增大，说明反应正向进行，正向是吸热反应，△H＞0；氨气和二氧化碳物质的量之比增大，平衡正向进行，二氧化碳转化率增大，a＜d，依据图表数据反应是吸热反应，b＜c，e＜f，b＜e，得到；b＜f；
故答案为：＞；＜；＜；
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3，应净化后重新充入合成塔内，循环利用，提高原料利用率；
故答案为：净化后重新充入合成塔内，循环利用，提高原料利用率．
| 33.6L |
| 22.4L/mol |
| 1.5mol×92.2KJ |
| 2mol |
故答案为：69.15kJ；
（2）①图象分析，A点氨气含量大于B点，说明温度越高，氨气含量越少，平衡逆向进行，平衡常数减小，温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2，恒温恒压加入惰性气体，体积增大压强减小，平衡向气体体积增大的分析进行，逆向进行，平衡向左移动；
故答案为：＞；向左；
②T2温度时，图象分析可知，平衡时氨气含量为20%，在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、1.5mol H2，经10min达到平衡，设消耗氮气浓度为x，
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
起始量（mol/L） 2.1 1.5 0
变化量（mol/L） x 3x 2x
平衡量（mol/L） 2.1-x 1.5-3x 2x
平衡时氨气含量为20%，
| 2x |
| 3.6--2x |
x=0.3mol/L
则v（H2）=
| 3×0.3mol/L |
| 10min |
平衡浓度c（NH3）=0.6mol/L，c（H2）=0.6mol/L，c（N2）=1.8mol/L
K=
| 0．62 |
| 0．63×1.8 |
达到平衡后，如果再向该容器内通入N2、H2、NH3各0.4mol，个物质浓度为：（NH3）=0.6mol/L+0.4mol/L=1mol/L，c（H2）=0.6mol/L+0.4mol/L=1mol/L，c（N2）=1.8mol/L+0.4mol/L=2.2mol/L
Q=
| 12 |
| 13×2.2 |
故答案为：0.09 mol?L-1?min-1；向右；
（3）①分析图表当氨气和二氧化碳物质的量之比等于1，随温度升高，CO2转化率增大，说明反应正向进行，正向是吸热反应，△H＞0；氨气和二氧化碳物质的量之比增大，平衡正向进行，二氧化碳转化率增大，a＜d，依据图表数据反应是吸热反应，b＜c，e＜f，b＜e，得到；b＜f；
故答案为：＞；＜；＜；
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3，应净化后重新充入合成塔内，循环利用，提高原料利用率；
故答案为：净化后重新充入合成塔内，循环利用，提高原料利用率．
点评：本题考查了热化学方程式计算，图象分析判断化学平衡、反应速率、平衡常数计算应用，掌握平衡移动原理是关键，题目难度中等．
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