2.氨在國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用.
(1)工業(yè)以甲烷為原料生產(chǎn)氨氣的過程如下:甲烷$\stackrel{Ⅰ}{→}$氫氣 $\stackrel{Ⅱ}{→}$氨氣
 ①過程Ⅰ中,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示

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.
(2)CO可降低過程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(NH32CH3COO](aq)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH32]CH2COO•CO(1),
①N元素在周期表中的位置為第二周期第ⅤA族,NH3的電子式為
②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)合成NH3的反應(yīng)為放熱反應(yīng),如果該反應(yīng)平衡時,只改變一個條件,再次達(dá)到新平衡時,平衡常數(shù)K值變大.關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是AD(填字母序號).
A.一定向正反應(yīng)方向移動    B.在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大再減小
C.一定向逆反應(yīng)方向移動    D.在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小再增大
(4)400℃,28MPa時,將1molN2和3mol H2混合充入體積可變的密閉容器中,加入催化劑,10分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡平衡時N2轉(zhuǎn)化率為60%.
①下列圖象能正確表示該過程中相關(guān)量的變化的是a(填字母序號).

②平衡常數(shù)Kp=0.021(MPa)-2(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)).
(5)恒溫恒容時,若原料氣投料比n(H2):n(N2)=1:1,平衡時、H2的體積分?jǐn)?shù)為30%.容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為5:6.

分析 (1)由圖可知反應(yīng)①生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量高,故為吸熱反應(yīng);根據(jù)蓋斯定律來計(jì)算反應(yīng)的焓變并書寫熱化學(xué)方程式;
(2)①N元素二周期第ⅤA族,氨氣中氮原子與氫原子形成三對共用電子對;
②根據(jù)溫度和壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響知識來回答;
(3)改變一個條件,再次達(dá)到新平衡時,平衡常數(shù)K值變大,說明改變反應(yīng)溫度使正向移動,NH3的反應(yīng)為放熱反應(yīng),故應(yīng)為降溫;
(4)①400℃,28MPa時,將1molN2和3mol H2混合充入體積可變的密閉容器中,反應(yīng)放熱,隨反應(yīng)的進(jìn)行,放出的熱量增大,混合氣體質(zhì)量不變,容器體積減小,混合氣體密度增大,反應(yīng)正向進(jìn)行,混合氣體質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量減少,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,氫氣的體積分?jǐn)?shù)減小,也不會從0開始,據(jù)此分析;
②400℃,28MPa時,將1molN2和3mol H2混合充入體積可變的密閉容器中,加入催化劑,10分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡平衡時N2轉(zhuǎn)化率為60%,列三段式計(jì)算平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量和壓強(qiáng),代入K計(jì)算;
(5)設(shè)反應(yīng)起始各去1mol,反應(yīng)氮?dú)鈞,列三段式,根據(jù)氫氣的體積分?jǐn)?shù)計(jì)算x的值,再由氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比計(jì)算.

解答 解:(1)由圖可知反應(yīng)①生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量高,故為吸熱反應(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)①N元素二周期第ⅤA族,氨氣的電子式為:;
故答案為:第二周期第ⅤA族;
②欲使溶液再生,即使平衡向左移動,所以應(yīng)高溫、低壓;
故答案為:b;
(3)改變一個條件,再次達(dá)到新平衡時,平衡常數(shù)K值變大,說明改變反應(yīng)溫度使正向移動,NH3的反應(yīng)為放熱反應(yīng),故應(yīng)為降溫,則逆反應(yīng)速率先減小再增大;
故答案為:AD;
(4)①400℃,28MPa時,將1molN2和3mol H2混合充入體積可變的密閉容器中,反應(yīng)放熱,隨反應(yīng)的進(jìn)行,放出的熱量增大,a正確;混合氣體質(zhì)量不變,容器體積減小,混合氣體密度增大,b錯誤;反應(yīng)正向進(jìn)行,混合氣體質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量減少,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,c錯誤;氫氣的體積分?jǐn)?shù)減小,也不會從0開始,d錯誤;
故答案為:a;
②400℃,28MPa時,將1molN2和3mol H2混合充入體積可變的密閉容器中,加入催化劑,10分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡平衡時N2轉(zhuǎn)化率為60%,列三段式;
   N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
n始:1         3                0
n轉(zhuǎn):0.6      1.8             1.2
n平:0.4      1.2             1,2
則P(N2)=$\frac{0.4}{2.8}$×28MPa=4MPa,P(H2)=$\frac{1.2}{2.8}$×28MPa=12MPa=P(NH3),化學(xué)平衡常數(shù)Kp=$\frac{{P}^{2}(N{H}_{3})}{{P}^{\;}({N}_{2})•{P}^{3}({H}_{2})}$=$\frac{1{2}^{2}}{4×1{2}^{3}}$≈0.021(MPa)-2
故答案為:0.021(MPa)-2;
(5)設(shè)反應(yīng)起始各1mol,反應(yīng)氮?dú)鈞,列三段式,
        N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
n始:1            1                0
n轉(zhuǎn):x            3x             2x
n平:1-x        1-3x           2x
H2的體積分?jǐn)?shù)為30%,則$\frac{1-3x}{1-x+1-3x+2x}$=0.3,解得x=$\frac{1}{6}$,氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為(1-$\frac{1}{6}$+1-3×$\frac{1}{6}$+2×$\frac{1}{6}$):2=5:6;
故答案為:5:6.

點(diǎn)評 本題考查了蓋斯定律、分子電子式、影響化學(xué)平衡的因素及化學(xué)平衡的有關(guān)技術(shù),讀懂信息,靈活運(yùn)用所學(xué)知識是關(guān)鍵,題目難度較大.

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B.
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7.下列說法不正確的是( 。
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c值范圍被氧化的離子符號被氧化離子的物質(zhì)的量/mol
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