Question

14．氨在國(guó)防、工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用．
（1）工業(yè)以甲烷為原料生產(chǎn)氨氣的過(guò)程如下：甲烷$\stackrel{Ⅰ}{→}$氫氣$\stackrel{Ⅱ}{→}$氨氣
①過(guò)程Ⅰ中，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖1所示
反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式是CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1kJ/mol．
②CO可降低過(guò)程Ⅱ所用催化劑的催化效率，常用乙酸二氨合銅（Ⅰ）溶液吸收，其反應(yīng)原理為：[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（aq）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₂]CH₂COO•CO（1），所得溶液經(jīng)處理的又可再生，恢復(fù)其吸收CO能力，再生的適宜條件是b．（選填字母）．
a．高溫、高壓  b．高溫、低壓  c．低溫、低壓  d．低溫、高壓
③如表是過(guò)程Ⅱ中，反應(yīng)物的量相同時(shí)，不同條件下平衡體系中氨的體積分?jǐn)?shù)

	15.2MPa	20.3MPa	30.4MPa
400℃	32.8%	38.8%	48.2%
450℃	22.4%	27.5%	35.9%
500℃	14.9%	18.8%	25.8

Ⅰ．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是氮?dú)夂蜌錃夂铣砂钡姆磻?yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)并且是體系壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)．
Ⅱ．恒溫時(shí)，將N₂和H₂的混合氣體充入2L密閉容器中，10分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n （N₂）=0.1mol，
n （H₂）=0.3mol．圖2圖象能正確表示該過(guò)程中相關(guān)量的變化的是ab．（選填字母）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)①反應(yīng)物總能量比生成物總能量低，為吸熱反應(yīng)；根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算反應(yīng)的焓變并書寫熱化學(xué)方程式；
②根據(jù)溫度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響知識(shí)來(lái)回答；
③I．由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，氨的體積分?jǐn)?shù)越大；壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度越高，氨的體積分?jǐn)?shù)越�。�
II．a(chǎn)、N₂與H₂生成NH₃一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡；
B、反應(yīng)過(guò)程中氣體的密度等于質(zhì)量和體系體積的比值；
c、起始時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不為0．

解答 解：（1）反應(yīng)①反應(yīng)物總能量比生成物總能量低，為吸熱反應(yīng)；由圖示可得：CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=+76.9kJ/mol；CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol．由蓋斯定律得CH4（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1kJ/mol，
故答案為：吸熱；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+118.1kJ/mol；
②欲使溶液再生，即使平衡向左移動(dòng)，所以應(yīng)減壓、升溫．故選b；
③I．由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，氨的體積分?jǐn)?shù)越大；壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度越高，氨的體積分?jǐn)?shù)越�。�故答案為：氮?dú)夂蜌錃夂铣砂钡姆磻?yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)并且是體系壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；
II．N₂與H₂生成NH₃為放熱反應(yīng)，一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，a正確；
因質(zhì)量守恒、體積固定，所以反應(yīng)過(guò)程中氣體的密度自始自終保持不變，b正確；
因質(zhì)量守恒、反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減小，所以從開始至平衡，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大至不變，但起始時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不為0，c錯(cuò)誤；
故選ab．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量、蓋斯定律、勒沙特列原理等知識(shí)，注意知識(shí)的靈活應(yīng)用是關(guān)鍵．