Question

氨是最为重要的化工原料之一，已知：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
4NH₃（g）+5O₂ （g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H=-1170kJ/mol
试回答下列问题
（1）合成氨的热化学方程式为

 

．
（2）某温度时在一个3L容器中，其中氢气的物质的物质的量随时间变化的曲线如图1所示，反应开始至2min，用NH₃生成的表示的平均反应速率为

 

．
（3）工业上生产氢气时需将水煤气中CO变换为CO₂和H₂，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0．
①在750K条件下，该反应的平衡常数=2.6，当H₂O和CO的物质的量之比为1时，CO的转化率为

 

．
②经变换过的气体仍有少量的CO，常用的方法之一是铜洗法，CO（g）+Cu（NH₃）₂Ac（aq）+NH₃（l）?[Cu（NH₃）₃CO]Ac（aq）；△H＜0；反应在铜洗塔中进行，吸收后的铜液送到再生器中，在再生器，解吸CO，从经济效益考虑，工业上适宜条件是

 

，解吸后铜氨液循环使用．
（4）电化学合成氨原理如图2所示，阳极的电极反应式为

 

；电化学合成一个NH₃，可以产生

 

个电子的电量．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡的计算,电解原理

专题：

分析：（1）根据盖斯定律来分析；
（2）根据图象中氢气浓度变化，计算出氢气反应速率，从而得到氨气的反应速率；
（3）①根据化学平衡常数表达式计算各物质平衡时浓度，计算出CO的转化率；
②利用化学平衡移动影响因素考虑；
（4）阳极发生氧化反应失去电子；阴极发生还原反应得到电子；根据电极反应式判断转移电子数．

解答： 解：（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol  ①
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol  ②
4NH₃（g）+5O₂ （g）=4NO（g）+6H₂O（l）△H=-1170kJ/mol ③
根据盖斯定律，将①+

3

2

×②-

③

2

可得：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol；
（2）反应开始至2min，氢气物质的量变化为：（1-0.7）mol=0.3mol，浓度变化为：

0.3mol

3L

=0.1mol/L，氢气的反应速率为

0.1mol/L

2min

=0.05mol（L?min）^-1，氢气与氨气的计量数之比为3：2，即氢气和氨气的速率之比为：3：2，氨气的反应速率为0.05mol（L?min）^-1×

2

3

=0.03mol（L?min）^-1，
故答案为：0.03mol（L?min）^-1；
（3）①设反应生成的二氧化碳和氢气为xmol/L，
         CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）
起始浓度：1       1        0       0
转化浓度：x       x        x       x
平衡浓度：1-x     1-x       x       x
K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

=

x2

(1-x)2

=2.6，x=0.625mol/L，α=

0.625mol/L

1mol/L

=62.5%，
故答案为：62.5%；
②应促进化学平衡的正向进行，可以减小生成物浓度，故答案为：及时分离生成物；
（4）阳极氢气发生氧化反应失去电子，然后结合了N^3-生成氨气，故电极反应式可写为：3H₂+2N^3--6e^-=2NH₃；每生成一个NH₃，则反应掉1.5个氢气分子，转移电子数为3，故答案为：3H₂+2N^3--6e^-=2NH₃；3．

点评：本题考查热化学方程式书写、化学平衡条件的选择、转化率计算和电化学相关知识，难度不大，注意化学平衡移动的影响因素时，加入纯固体和纯液体对化学平衡移动无影响影响．