Question

【題目】合成氨是最重要的化工生產(chǎn)之一，回答下列問題：

I.氫氣通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得。其中CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H<0，在 850℃時，平衡常數(shù) K=1。

（1）若升高溫度到950℃時，達到平衡時K_________1(填“>”“<”或“ = ”)

（2）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2和xrnolH2，則：

①當x= 5.0時，上述平衡向_________(填正反應或逆反應）方向進行。

②若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是_____________。

（3）在850℃時，若設x=5.0mol和x= 6.0mol，其它物質(zhì)的投料不變，當上述反應達到平衡后，測得H2的體積分數(shù)分別為a%、b%，則a_______b(填“大于”、“小于”或“等于”)。

II.氨和尿素【CO(NH2)2】溶液都可以吸收硝酸工業(yè)尾氣中的NO、NO2，將其轉(zhuǎn)化為N2。

（4）尿素與NO、NO2三者等物質(zhì)的最反應為：CO(NH2)2+NO+NO2=CO2+2N2+2H2O

該反應中的氧化劑為________(寫化學式)。

若反應生成標況下N2 33．6L，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為___________。

（5）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=akJ ·mol-1

N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g) △H2 = bkJ mol-1

2H2(g) +O2(g) = 2H2O(g) △H3=ckJ mol-1

則4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=__________。

III.（6）合成氨鹽也是氨的重要用途，測定其中的含氮量可以采用“甲醛法”。即4NH4++6HCHO (CH2)6N4+4H++6H2O。 現(xiàn)有一種純凈的銨鹽，可能是硝酸銨、硫酸銨或碳酸銨中的一種。稱取2g該銨鹽溶于水，加入足量的甲醛溶液后，再加人水配成100mL溶液，取出10mL，滴入酚酞后再逐滴滴入0.lmol/L的NaOH溶液，當?shù)蔚?5mL時溶液呈粉紅色，且在半分鐘內(nèi)不褪色，則該銨鹽中氮的質(zhì)量分數(shù)是_________。

Answer 1

【答案】（1）<(1分)

（2）①逆反應（2分）②0≤x<3(2分)

（3）小于(2分)

（4）NO、NO2(2分)4．5NA(2分)

（5）(3c-2a-2b)KJmol-1(2分)（6）17.5%(2分)

【解析】

試題分析：（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動，該反應為放熱反應，即向逆反應方向移動，平衡常數(shù)K增減小，即小于1；

（2）①此時的濃度商Qc=(5×1)/(1×3)=1.67，大于平衡常數(shù)1，故平衡向逆反應方向移動；②平衡向正反應方向移動，濃度商小于平衡常數(shù)，即(1×x)/(1×3)＜1，解得x＜3，因此x的范圍是0≤x＜3；③增大一種生產(chǎn)物（氫氣）的體積分數(shù)，平衡向逆反應方向移動，平衡移動的結(jié)果是降低這種增大的幅度，故平衡后氫氣的體積分數(shù)還是大于原來的；

（4）NO和NO2中氮元素化合價降低，因此氧化劑是NO、NO2；根據(jù)方程式可知生成2mol氮氣轉(zhuǎn)移6mol電子。若反應生成標況下N2 33．6L，即1.5mol電子，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為＝4．5NA；

（5）已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=a kJ·mol-1

②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H2=b kJmol-1

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=c kJmol-1

則根據(jù)蓋斯定律可知③×3－①×2－②×2即得到反應

4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)＝4N2(g)+6H2O(g)的反應熱△H＝(3c-2a-2b)KJmol-1；

（6）根據(jù)題意2g 銨鹽 經(jīng)溶解后，取了其中1/10進行滴定，即0.2g，滴定結(jié)果，溶液中含有H+（含（CH2）6N4H+）共0.025L×0.1000mol/L＝0.0025mol，根據(jù)4NH4++6HCHO＝4H++6H2O+（CH2）6N4，每生成4molH+，會消耗NH4+4mol，所以共消耗NH4+0.0025mol，其中含氮元素0.0025mol×14g/mol＝0.035g，所以氮的質(zhì)量分數(shù)＝0.035/0.2×100%＝17.5%。