Question

14．氨在國防、工農(nóng)業(yè)等領(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1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．
②CO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（NH₃）₂CH₃COO]（aq）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₂]CH₂COO•CO（1），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如表是過程Ⅱ中，反應(yīng)物的量相同時，不同條件下平衡體系中氨的體積分?jǐn)?shù)

	15.2MPa	20.3MPa	30.4MPa
400℃	32.8%	38.8%	48.2%
450℃	22.4%	27.5%	35.9%
500℃	14.9%	18.8%	25.8

Ⅰ．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是氮氣和氫氣合成氨的反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)并且是體系壓強減小的反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動；增大壓強，平衡正向移動．
Ⅱ．恒溫時，將N₂和H₂的混合氣體充入2L密閉容器中，10分鐘后反應(yīng)達到平衡時n （N₂）=0.1mol，
n （H₂）=0.3mol．圖2圖象能正確表示該過程中相關(guān)量的變化的是ab．（選填字母）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)①反應(yīng)物總能量比生成物總能量低，為吸熱反應(yīng)；根據(jù)蓋斯定律來計算反應(yīng)的焓變并書寫熱化學(xué)方程式；
②根據(jù)溫度和壓強對化學(xué)平衡移動的影響知識來回答；
③I．由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度相同時，壓強越大，氨的體積分?jǐn)?shù)越大；壓強相同時，溫度越高，氨的體積分?jǐn)?shù)越��；
II．a(chǎn)、N₂與H₂生成NH₃一段時間后，反應(yīng)達到平衡；
B、反應(yīng)過程中氣體的密度等于質(zhì)量和體系體積的比值；
c、起始時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不為0．

解答 解：（1）反應(yīng)①反應(yīng)物總能量比生成物總能量低，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欲使溶液再生，即使平衡向左移動，所以應(yīng)減壓、升溫．故選b；
③I．由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度相同時，壓強越大，氨的體積分?jǐn)?shù)越大；壓強相同時，溫度越高，氨的體積分?jǐn)?shù)越�。�故答案為：氮氣和氫氣合成氨的反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)并且是體系壓強減小的反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動；增大壓強，平衡正向移動；
II．N₂與H₂生成NH₃為放熱反應(yīng)，一段時間后，反應(yīng)達到平衡，a正確；
因質(zhì)量守恒、體積固定，所以反應(yīng)過程中氣體的密度自始自終保持不變，b正確；
因質(zhì)量守恒、反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減小，所以從開始至平衡，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大至不變，但起始時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不為0，c錯誤；
故選ab．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量、蓋斯定律、勒沙特列原理等知識，注意知識的靈活應(yīng)用是關(guān)鍵．