Question

硝酸銨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防中占有極為重要的位置，下面的流程圖是硝酸銨的工業(yè)生產(chǎn)工藝過程．

（1）已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol．請回答

①在500℃、1.01×105 kPa和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1 mol N₂和3 mol H₂，充分反應后，放出的熱量小于92.4 kJ，理由：

②為有效提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，實際生產(chǎn)中宜采取的措施有______．

A．降低壓強    B．最適合催化劑活性的適當高溫    C．增大壓強    D．及時移出氨E．循環(huán)利用和不斷補充氮氣

（2）氨催化氧化的化學方程式為4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H＜0．
該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=______，當溫度升高時，K值______（填“增大”“減小”或“無影響”）．

Answer 1

解：（1）①熱化學反應中的反應熱為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，因該反應為可逆反應，不能完全轉(zhuǎn)化，而熱化學反應中的反應熱為物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化時的能量變化，
故答案為：在1.01×10⁵ kPa和298 K條件下，1 mol氮氣和3 mol氫氣完全反應生成2 mol氨氣，放出92.4 kJ熱量，該反應為可逆反應，不可能進行完全，所以放出的熱量小于92.4 kJ；
�、贜₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，該反應正反應為體積縮小的反應，因增大反應物的濃度，減少生成物的濃度，增大壓強，有利于工業(yè)合成氨反應向正反應方向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率提高，
故答案為：CDE；
（2）因平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，所以4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H＜0，的化學平衡常數(shù)表達式K=；
因工業(yè)合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，化學平衡常數(shù)減小，
故答案為：K=；減�。�
分析：（1）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，該反應為可逆反應，不可能進行完全，據(jù)此解答；
②根據(jù)化學平衡移動分析；
（2）根據(jù)化學平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值的概念分析，工業(yè)合成氨反應是放熱反應，根據(jù)化學平衡移動分析；
點評：本題結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程圖考查了可逆反應、化學平衡常數(shù)等，試題的綜合性較強，有一定的難度，平時須注意理解掌握反應原理和培養(yǎng)讀圖分析能力．