Question

氨在國民經濟中占有重要地位．
（1）合成氨工業(yè)中，合成塔中每產生2mol NH₃，放出92.2kJ熱量．
①工業(yè)合成氨的熱化學方程式是

 

．
②若起始時向容器內放入2mol N₂和6mol H₂，達平衡后放出的熱量為Q，則Q（填“＞”、“＜”或“=”）

 

184.4kJ．
③已知：

1mol N-H鍵斷裂吸收的能量約等于

 

kJ．
（2）工業(yè)生產尿素的原理是以NH₃和CO₂為原料合成尿素[CO（NH₂）₂]，反應的化學方程式為：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l），該反應的平衡常數和溫度關系如下：

T/℃	165	175	185	195
K	111.9	74.1	50.6	34.8

①焓變△H（填“＞”、“＜”或“=”）

 

0
②在一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH₃和CO₂的物質的量之比（氨碳比）

n(NH3)

n(CO2)

=x，如圖是氨碳比（x）與CO₂平衡轉化率（α）的關系．α隨著x增大而增大的原因是

 

．
③如圖中的B點處，NH₃的平衡轉化率為

 

．
（3）氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質，而氮的化合物用途廣泛．
下面是利用氮氣制備含氮化合物的一種途徑：

①過程Ⅱ的化學方程式是

 

．
②運輸時，嚴禁NH₃與鹵素（如Cl₂）混裝運輸．若二者接觸時劇烈反應產生白煙，并且0.4mol NH₃參加反應時有0.3mol 電子轉移．寫出反應的化學方程式

 

．
③氨是一種潛在的清潔能源，可用作堿性燃料電池的燃料．
已知：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1316kJ/mol，則該燃料電池的負極反應式是

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,電化學專題

分析：（1）①依據熱化學方程式的書寫方法分析書寫；
②反應是可逆反應不能進行徹底；
③依據反應焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵放出的能量計算得到；
（2）①依據平衡常數隨溫度變化分析判斷反應吸熱放熱；
②增大反應物濃度，平衡正向進行；
③依據x含義和圖象數據分析結合化學方程式換算氨氣轉化率；
（3）①根據氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮化合物的過程，以及氮氣的化學性質來分析；
②根據氨氣和氯氣發(fā)生反應產生白煙，說明生成了氯化銨，0.4molNH₃參加反應時有0.3mole^-轉移說明，
氨氣中的N化合價從-3價變?yōu)?價，即被氧化為N₂，化合價變化的氨氣占反應的氨氣的

1

4

；
③根據負極失去電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應寫出電極反應式．

解答： 解：（1）①合成塔中每生成2mol NH₃，放出92.2kJ熱量，依據熱化學方程式寫出，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應放出的熱量寫出
熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol
②反應是可逆反應不能進行徹底，該溫度下合成塔中放入2mol N₂和6mol H₂，生成的氨氣小于2mol，故達平衡后放出的熱量小于184.4 kJ；
故答案為：＜；
③3H₂+N₂?2NH₃，反應焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵放出的能量=3×436+945.8-6×N-H鍵鍵能=-92.2，N-H鍵鍵能=391KJ；
故答案為：391；
（2）①平衡常數隨溫度升高減小，說明正反應為放熱反應，△H＜0，故答案為：＜；
②2NH₃ （g）+CO₂ （g）?CO（NH₂）₂ （l）+H₂O （l），圖象分析判斷，增大氨氣濃度平衡正向進行，二氧化碳轉化率增大，
故答案為：NH₃增大，平衡正向移動，則增大CO₂的轉化率；
③B點處x=4，原料氣中的NH₃和CO₂的物質的量之比為4，二氧化碳轉化率為64%，假設氨氣為4mol，二氧化碳為1mol，則反應的二氧化碳為0.64mol，
依據化學方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）反應的氨氣為1.28mol，
NH₃的平衡轉化率=

1.28mol

4mol

×100%=32%；
故答案為：32%；
（3）①氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮化合物的過程，過程Ⅱ的化學方程式為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃ （N₂+O₂

放電  .

2NO），
故答案為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃ （N₂+O₂

放電  .

2NO）
②根據氨氣和氯氣發(fā)生反應產生白煙，說明生成了氯化銨，0.4molNH₃參加反應時有0.3mole^-轉移說明氨氣中的N化合價從-3價變?yōu)?價，
即被氧化為N₂，化合價變化的氨氣占反應的氨氣的

1

4

，由此寫出反應的方程式：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，
故答案為：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
③根據負極失去電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂↑+6H₂O，
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂↑+6H₂O．

點評：本題考查了化學能與熱能關系分析判斷，熱化學方程式書寫，氮的固定、化學平衡移動原理、氧化還原反應、電極反應的書寫，
難度中等．注意可逆反應的判斷，電極反應式書寫注意介質的參與，題目難度中等