Question

5．合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)原理為：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1
一種工業(yè)合成氨的簡(jiǎn)易流程圖如下：

（1）在密閉容器中，使2mol N₂和6mol H₂混合發(fā)生下列反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N₂和H₂的濃度比是1：3．升高平衡體系的溫度（保持體積不變），該反應(yīng)逆向移動(dòng)（填“逆向移動(dòng)”正向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）．
（2）氨水、氯水中均存在多種微粒和多個(gè)平衡，請(qǐng)寫出氯水中存在的一個(gè)化學(xué)平衡反應(yīng)的離子方程式Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO．
（3）步驟Ⅱ中制氫氣原理如下：
①CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.4kJ•mol^-1
②CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ•mol^-1
對(duì)于反應(yīng)①，一定可以提高平衡體系中H₂百分含量，又能加快反應(yīng)速率的措施是a．
a．升高溫度                 b．增大壓強(qiáng)     c．加入催化劑               d．降低壓強(qiáng)
利用反應(yīng)②，將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可提高H₂產(chǎn)量．若2mol CO和H₂的混合氣體（H₂的體積分?jǐn)?shù)為80%）與H₂O反應(yīng)，得到2.28mol CO、CO₂和H₂的混合氣體，則CO轉(zhuǎn)化率為70%．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)起始量氮?dú)夂蜌錃馕镔|(zhì)的量之比等于反應(yīng)之比分析判斷；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（2）氯水是氯氣的水溶液，其中氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)，氯氣與水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)；
（3）反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，升高溫度，正向移動(dòng)，氫氣的百分量提高；依據(jù)平衡移動(dòng)原理和影響反應(yīng)速率因素分析判斷；依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，根據(jù)轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式計(jì)算．

解答 解：（1）依據(jù)起始量氮?dú)夂蜌錃馕镔|(zhì)的量之比等于反應(yīng)之比分析判斷，在密閉容器中，使2molN₂和6molH₂混合發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)物起始量之比等于化學(xué)方程式中的反應(yīng)之比，所以平衡濃度為1：3；合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，即逆方向，
故答案為：1：3； 逆向移動(dòng)；
（2）氯水是氯氣與水的混合液，其中氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，離子反應(yīng)為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；
（3）反應(yīng)①是個(gè)體積增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)正向移動(dòng)，氫氣含量增多，a正確，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，氫氣含量降低，b錯(cuò)誤，催化劑加快反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，c錯(cuò)誤，降低壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢，d錯(cuò)誤，選a；
2mol CO和H₂的混合氣體（H₂的體積分?jǐn)?shù)為80%）中 H₂為：2mol×80%=1.6mol，CO的物質(zhì)的量為：0.4mol，與H₂O反應(yīng)，得到2.28mol CO、CO₂和H₂的混合氣體，該反應(yīng)前后氣體體積不變，增加的部分應(yīng)該是起始的水蒸氣的物質(zhì)的量為：2.28mol-2mol=0.28mol，設(shè)轉(zhuǎn)化的一氧化碳的物質(zhì)的量為x，則
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol） 0.4  0.28            0            1.6
變化量（mol） x       x               x            x
平衡量（mol）0.4-x   0.28-x      x           x+1.6
則：0.4-x+x+x+1.6=2.28，
x=0.28mol
則CO轉(zhuǎn)化率為：0.28mol/0.4mol×100%=70%，
故答案為：a；70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡的計(jì)算，題目難度中等，注意化學(xué)平衡的計(jì)算方法，明確化學(xué)平衡及其影響因素．