Question

14．工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂（g）△H=-483.6kJ/mol
則N₂（g）+2H₂?2NH₃（g）的△H=-92.4kJ/mol；
（2）?一定溫度下，將2mol N₂和6mol H₂通入到體積為1升的密閉容器中，達(dá)到平衡后，容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始的75%，則其平衡常數(shù)為0.15（結(jié)果保留兩位小數(shù)）．
?某時(shí)刻A的濃度為0.2mol/L，B的濃度為0.5mol/L，C的濃度為0.5mol/L，則此時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
（3）如圖所示，在甲、乙兩容器中分別充入1molN₂和3molH₂，甲、乙初始容積、初始溫度相等，反應(yīng)過(guò)程中溫度不變．平衡后，甲乙兩容器中H₂的轉(zhuǎn)化率分別為a和b，則a、b大小關(guān)系為a＜b
（4）可以用氯氣來(lái)檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣，如果漏氣則會(huì)有白煙生成．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH₃+3Cl₂═N₂+6NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)已知方程式構(gòu)建目標(biāo)方程式，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算△H；
（2）根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算出平衡后，混合氣體的物質(zhì)的量，利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，利用三段式求解各物質(zhì)的量，平衡常數(shù)指生成物濃度的化學(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，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，某時(shí)刻A的濃度為0.2mol/L，B的濃度為0.5mol/L，C的濃度為0.5mol/L，計(jì)算其Q_C與平衡常數(shù)的大小，據(jù)此判斷平衡移動(dòng)的方向；
（3）乙平衡時(shí)體積縮小，相當(dāng)于甲平衡時(shí)增大壓強(qiáng)；
（4）氨氣和氯氣反應(yīng)生成的白煙是氯化銨的固體，氯元素的化合價(jià)降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)，可知氮元素被氧化為氮?dú)�，根�?jù)氧化還原反應(yīng)配平寫出方程式．．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=180.5kJ/mol
②4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905kJ/mol
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H=-483.6kJ/mol
由蓋斯定律，①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol．
故答案為：-92.4kJ/mol；
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的75%，所以平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為
（2mol+6mol）×75%=6mol．
對(duì)于反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g） 物質(zhì)的量減少△n
                   1          3              2                        2                                    
 起始         2mol      6mol                        
變化         1mol          3mol                  （2mol+6mol）-6mol=2mol                                                  
終了         1mol           3mol      2mol
平衡常數(shù)指生成物濃度的化學(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，體積為1升，所以對(duì)于：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的反應(yīng)平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{{2}^{2}}{1×{3}^{3}}$=$\frac{4}{27}$≈0.15，
某時(shí)刻A的濃度為0.2mol/L，B的濃度為0.5mol/L，C的濃度為0.5mol/L，則此時(shí)Q_C=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0．{5}^{2}}{0.2×0．{5}^{3}}$=10＞K，平衡逆向移動(dòng)，
故答案為：0.15；逆反應(yīng)方向；
（3）乙平衡時(shí)體積縮小，相當(dāng)于甲平衡時(shí)增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，達(dá)平衡時(shí)縮短，氫氣的轉(zhuǎn)化率增加，所以甲乙兩容器中H₂的轉(zhuǎn)化率為a＜b，
故答案為：a＜b；
（4）氯氣和氨氣，氯元素的化合價(jià)降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)，可知氮元素被氧化為氮?dú)�，反�?yīng)方程式為：8NH₃+3Cl₂═N₂+6NH₄Cl，
故答案為：8NH₃+3Cl₂═N₂+6NH₄Cl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律、化學(xué)平衡計(jì)算、平衡移動(dòng)、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)，側(cè)重于化學(xué)平衡移動(dòng)的綜合考查，題目難度中等．