Question

工業(yè)合成氨的反應(yīng)為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0某實(shí)驗(yàn)將3.0mol N₂（g）和4.0mol H₂（g）充入容積為10L的密閉容器中，在溫度T₁下反應(yīng)．測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示．

（1）反應(yīng)開始3min內(nèi)，H₂的平均反應(yīng)速率為______
（2）計(jì)算該條件下合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）______．
（3）僅改變溫度為T₂（ T₂小于T_I）再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡框圖中畫出H₂的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖______．
（4）在以煤為主要原料的合成氨工業(yè)中，原料氣氫氣常用下述方法獲得：
①C+H₂O（g）CO+H₂；②CO+H₂O（g）CO₂+H₂；
已知CO（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0KJ/mol；
H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）△H=-285.8KJ/mol；
寫出上述CO與H₂O（g）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______
（5）合成氨工業(yè)中，原料氣（N₂，H₂混有少量CO，NH₃）在進(jìn)入合成塔之前，用醋酸二氨合銅（I）溶液來吸收CO其反應(yīng)為：
CH₃COO[Cu（NH₃）₂]+CO+NH₃?CH₃COO[Cu（NH₃）₃]?CO△H＜0寫出提高CO吸收率的其中一項(xiàng)措施：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)v=計(jì)算反應(yīng)速率；
（2）計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（3）畫圖要點(diǎn)：①T₁→T₂，降低溫度，則反應(yīng)速率減小，單位時(shí)間內(nèi)消耗氫氣的物質(zhì)的量減小，達(dá)到平衡時(shí)間增大；②由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量減�。�
（4）利用蓋斯定律計(jì)算；
（5）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可增大壓強(qiáng)、降低溫度等方法使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．
解答：解：（1）反應(yīng)開始3min內(nèi)，氫氣的物質(zhì)的量1.6mol，則v（H₂）==0.080mol/（L?min），
故答案為：0.080mol/（L?min）；
（2）由圖象可知，平衡時(shí)H₂的濃度0.10 mol/L，則：
                   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始濃度（mol/L） 0.30     0.40        0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）  0.10     0.30      0.20
平衡濃度（mol/L） 0.20     0.10       0.20
 K===2.0×10² （L/mol）²；
故答案為：2.0×10² （L/mol）²；
（3）T₁→T₂，降低溫度，則反應(yīng)速率減小，單位時(shí)間內(nèi)消耗氫氣的物質(zhì)的量減小，達(dá)到平衡時(shí)間增大；
由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量減小，則圖象為，
故答案為：；
（4）根據(jù)蓋斯定律，第一個(gè)熱化學(xué)方程式減去第二個(gè)熱化學(xué)方程式，則CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=+2.8kJ/mol，故答案為：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=+2.8kJ/mol；
（5）由于CH₃COO[Cu（NH₃）₂]+CO+NH₃?CH₃COO[Cu（NH₃）₃]?CO的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)、降低溫度、通入氨氣或分離出CH₃COO[Cu（NH₃）₃]?CO等措施，都能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高CO的吸收率或轉(zhuǎn)化率，
故答案為：增大壓強(qiáng)、降低溫度、通入氨氣或分離出CH₃COO[Cu（NH₃）₃]?CO（任寫一點(diǎn)）．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡以及化學(xué)反應(yīng)與能量等問題，本題的易錯(cuò)點(diǎn)為（3），注意溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響，題目難度中等．