Question

工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

（1）在合成氨的反應(yīng)中，改變反應(yīng)條件，會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)．如圖象表示隨條件改變，氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)．
當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是（選填字母序號(hào)）

b

，
當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是（選填字母序號(hào)）

a

．
（2）如圖所示三個(gè)容積相同的容器①、②、③，若起始溫度相同，分別向三個(gè)容器中充入3mol H₂和1mol N₂，一定條件下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各容器中NH₃物質(zhì)的百分含量由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

①＜②＜③

（填容器編號(hào)）
（3）氨氣和氧氣從145℃就開始反應(yīng)，在不同溫度和催化劑條件下生成不同產(chǎn)物（如圖所示）：
4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O
4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O
溫度較低時(shí)以生成

N₂

為主，溫度高于900℃時(shí)，NO產(chǎn)率下降的原因

生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度轉(zhuǎn)化率下降

．吸收塔中需要補(bǔ)充空氣的原因

進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸

．

Answer 1

分析：（1）合成氨反應(yīng)是一個(gè)體積減小的反應(yīng)，可以得出隨著壓強(qiáng)的增大，平衡向氨氣增大的方向移動(dòng)，結(jié)合圖象可以知道b符合要求．又因?yàn)楹铣砂狈磻?yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，可以得出隨著溫度的升高，平衡向氨氣減少的方向移動(dòng)，結(jié)合圖象可以知道a符合要求．
（2）要求三個(gè)容積相同的容器①、②、③，若起始溫度相同，分別向三個(gè)容器中充入3mol H₂和1mol N₂，一定條件下反應(yīng)，可以知道①是恒溫，合成氨是一個(gè)放熱反應(yīng)，因此①相當(dāng)于外界對(duì)體系加熱，因此加熱平衡向氨氣減少的方向移動(dòng)，③活塞可以自由的移動(dòng)，和外界的大氣壓強(qiáng)始終保持一致，因合成氨反應(yīng)是一個(gè)壓強(qiáng)減少的反應(yīng)，所以保持壓強(qiáng)不變，相當(dāng)于對(duì)體系加壓，所以平衡向氨氣生成的方向移動(dòng)．
（3）要結(jié)合圖象來進(jìn)行解答，對(duì)于生成NO的反應(yīng)，一開始反應(yīng)沒有達(dá)到平衡，當(dāng)NO達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，溫度在升高，平衡就向著氨氣減少的方向進(jìn)行．

解答：解：（1）工業(yè)合成氨為N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃ △H＜0 增大壓強(qiáng)時(shí)平衡向右進(jìn)行，氨氣的百分含量增大，
因△H＜0，為放熱反應(yīng)，增加溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的百分含量減少，故答案為：b，a．
（2）以②為基準(zhǔn)，①外有隔熱套，相當(dāng)于在②基礎(chǔ)上加熱平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的百分含量減少．③是恒壓狀態(tài)，相當(dāng)于在②基礎(chǔ)上加壓，平衡向右進(jìn)行，氨氣的百分含量增大．所以NH₃物質(zhì)的百分含量由大到小的順序?yàn)棰伲饥冢饥?br />故答案為：①＜②＜③；
（3）由圖象可知在溫度較低時(shí)生成氮?dú)猓疁囟雀哂?00℃時(shí)，NO產(chǎn)率下降是因?yàn)榉磻?yīng)4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，升溫平衡逆向進(jìn)行．故產(chǎn)率降低．吸收塔中需要補(bǔ)充空氣是增加反應(yīng)物的濃度，使平衡向正向移動(dòng)，進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸．
故答案為：N₂；生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度轉(zhuǎn)化率下降；進(jìn)一步與NO反應(yīng)生成硝酸．

點(diǎn)評(píng)：正確理解影響平衡移動(dòng)的因素和等效平衡原理．