Question

（2009?上海一模）工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程圖如圖：

請回答下列問題：
（1）寫出硝酸銨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用

可做氮肥等

（任寫一條）
（2）已知N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g），△H=-92kJ?mol^-1．請回答：
①在500℃、200atm和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1molN₂和3molH₂，充分反應(yīng)后，放出的熱量

＜

（填“＜”“＞”“=”）92.4kJ，理由是

在1atm和298K條件下，1mol氮氣和3mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣，放出92.4kJ熱量，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進行完全，又因為反應(yīng)溫度為500℃，所以放出的熱量小于92.4kJ

．
②為有效提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，實際生產(chǎn)中宜采取的措施有

CEF

A．降低溫度       B．最適合催化劑活性的適當(dāng)高溫          C．增大壓強
D．降低壓強       E．循環(huán)利用和不斷補充氮氣              F．及時移出氨
（3）已知鉑銠合金網(wǎng)未預(yù)熱也會發(fā)熱．寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式：

4NH₃+5O₂

加熱  .

4NO+6H₂O

，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式K=

C4(NO)?C6(H2O)

C4(NH3)?C5(O2)

，當(dāng)溫度升高時，K值

減小

（增大、減小、無影響），其原因是

因為氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，K會減�。�

．
（4）在一定溫度和壓強的密閉容器中，將平均式量為8.5的H₂和N₂混合，當(dāng)該反應(yīng)達到平衡時，測出平衡混合氣的平均式量為10，此時N₂的轉(zhuǎn)化率為

30%

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)銨鹽的用途分析；
（2）根據(jù)可逆反應(yīng)的特點不可能完全進行到底分析；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡移動分析；
（4）根據(jù)氨的還原性；根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念分析；
（5）根據(jù)平均式量利用十字交叉法求出兩者的物質(zhì)的量之比，然后根據(jù)平均式量為10利用平衡三部曲求出各自的物質(zhì)的量，最終求出轉(zhuǎn)化率．

解答：解：（1）因銨鹽的主要用途是用作氮肥，故答案為：可做氮肥等；
    （2）①因為可逆反應(yīng)不可能完全進行到底，放出的熱量比完全反應(yīng)少，
故答案為：＜，在1atm和298K條件下，1mol氮氣和3mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣，放出92.4kJ熱量，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進行完全，又因為反應(yīng)溫度為500℃，所以放出的熱量小于92.4kJ；  
        ②因增大反應(yīng)物的濃度，減少生成物的濃度，增大壓強，降低溫度工業(yè)合成氨反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率提高，但在實際生產(chǎn)中不能用低溫，因為溫度低化學(xué)反應(yīng)速率慢，故答案為：CEF；
    （3）因為NH₃具有還原性，能被氧氣氧化：4NH₃+5O₂

加熱  .

4NO+6H₂O，
        該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

C5(NO) ?C6(H2O)

C4(NH3)?C5(O2)

       
        因工業(yè)合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，化學(xué)平衡常數(shù)減小，
        故答案為：4NH₃+5O₂

加熱  .

4NO+6H₂O，

C5(NO)?C6(H2O)

C4(NH3)?C5(O2)

，減小，因為氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，K會減��；
      （4）十字交叉法：平均相對分子質(zhì)量為8.5的H₂和N₂物質(zhì)的量比=（28-8.5）：（8.5-2）=3：1
           平衡三部曲：N₂ +3H₂ =2NH₃
                        起   1     3        0
                        反   x     3x       2x
                        末   1-x   3-3x     2x            
          平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量為10，對應(yīng)的相對分子質(zhì)量：

28×1+2×3

(1-x)+(3-3x)+2x

=10
                          x=0.3
         則H₂轉(zhuǎn)化率為

3×0.3

3

×100%=30%
         故答案為：30%

點評：本題結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程圖考查了可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)、十字交叉法等，試題的綜合性較強，學(xué)生做起來有一定的難度．