Question

硝酸銨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防中占有極為重要的位置，下面的流程圖是硝酸銨的工業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程．

（1）已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol．請(qǐng)回答

①在500℃、1.01×105 kPa和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1 mol N₂和3 mol H₂，充分反應(yīng)后，放出的熱量小于92.4 kJ，理由：

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

A．降低壓強(qiáng)    B．最適合催化劑活性的適當(dāng)高溫    C．增大壓強(qiáng)    D．及時(shí)移出氨E．循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?/p>

（2）氨催化氧化的化學(xué)方程式為4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H＜0．
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=______，當(dāng)溫度升高時(shí)，K值______（填“增大”“減小”或“無(wú)影響”）．

Answer 1

解：（1）①熱化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)熱為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，因該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化，而熱化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)熱為物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化，
故答案為：在1.01×10⁵ kPa和298 K條件下，1 mol氮?dú)夂? mol氫氣完全反應(yīng)生成2 mol氨氣，放出92.4 kJ熱量，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行完全，所以放出的熱量小于92.4 kJ；
�、贜₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，該反應(yīng)正反應(yīng)為體積縮小的反應(yīng)，因增大反應(yīng)物的濃度，減少生成物的濃度，增大壓強(qiáng)，有利于工業(yè)合成氨反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率提高，
故答案為：CDE；
（2）因平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H＜0，的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=；
因工業(yè)合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，
故答案為：K=；減小；
分析：（1）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行完全，據(jù)此解答；
②根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)分析；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值的概念分析，工業(yè)合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)分析；
點(diǎn)評(píng)：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)等，試題的綜合性較強(qiáng)，有一定的難度，平時(shí)須注意理解掌握反應(yīng)原理和培養(yǎng)讀圖分析能力．