(2009?上海一模)工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程圖如圖:

請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出硝酸銨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用
可做氮肥等
可做氮肥等
(任寫一條)
(2)已知N2(g)+3H2(g)═2NH3(g),△H=-92kJ?mol-1.請(qǐng)回答:
①在500℃、200atm和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1molN2和3molH2,充分反應(yīng)后,放出的熱量
(填“<”“>”“=”)92.4kJ,理由是
在1atm和298K條件下,1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣,放出92.4kJ熱量,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行完全,又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為500℃,所以放出的熱量小于92.4kJ
在1atm和298K條件下,1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣,放出92.4kJ熱量,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行完全,又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為500℃,所以放出的熱量小于92.4kJ

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

A.降低溫度       B.最適合催化劑活性的適當(dāng)高溫          C.增大壓強(qiáng)
D.降低壓強(qiáng)       E.循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?nbsp;             F.及時(shí)移出氨
(3)已知鉑銠合金網(wǎng)未預(yù)熱也會(huì)發(fā)熱.寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式:
4NH3+5O2
 加熱 
.
 
4NO+6H2O
4NH3+5O2
 加熱 
.
 
4NO+6H2O
,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=
C4(NO)?C6(H2O)
C4(NH3)?C5(O2)
C4(NO)?C6(H2O)
C4(NH3)?C5(O2)
,當(dāng)溫度升高時(shí),K值
減小
減小
(增大、減小、無影響),其原因是
因?yàn)榘钡拇呋趸磻?yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,K會(huì)減。
因?yàn)榘钡拇呋趸磻?yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,K會(huì)減。

(4)在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中,將平均式量為8.5的H2和N2混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)出平衡混合氣的平均式量為10,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為
30%
30%
分析:(1)根據(jù)銨鹽的用途分析;
(2)根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)不可能完全進(jìn)行到底分析;
(3)根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)分析;
(4)根據(jù)氨的還原性;根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念分析;
(5)根據(jù)平均式量利用十字交叉法求出兩者的物質(zhì)的量之比,然后根據(jù)平均式量為10利用平衡三部曲求出各自的物質(zhì)的量,最終求出轉(zhuǎn)化率.
解答:解:(1)因銨鹽的主要用途是用作氮肥,故答案為:可做氮肥等;
    (2)①因?yàn)榭赡娣磻?yīng)不可能完全進(jìn)行到底,放出的熱量比完全反應(yīng)少,
故答案為:<,在1atm和298K條件下,1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣,放出92.4kJ熱量,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行完全,又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為500℃,所以放出的熱量小于92.4kJ;  
        ②因增大反應(yīng)物的濃度,減少生成物的濃度,增大壓強(qiáng),降低溫度工業(yè)合成氨反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),氫氣的轉(zhuǎn)化率提高,但在實(shí)際生產(chǎn)中不能用低溫,因?yàn)闇囟鹊突瘜W(xué)反應(yīng)速率慢,故答案為:CEF;
    (3)因?yàn)镹H3具有還原性,能被氧氣氧化:4NH3+5O2
 加熱 
.
 
4NO+6H2O,
        該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
C5(NO) ?C6(H2O)
C4(NH3)?C5(O2)
       
        因工業(yè)合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)減小,
        故答案為:4NH3+5O2
 加熱 
.
 
4NO+6H2O,
C5(NO)?C6(H2O)
C4(NH3)?C5(O2)
,減小,因?yàn)榘钡拇呋趸磻?yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,K會(huì)減。
      (4)十字交叉法:平均相對(duì)分子質(zhì)量為8.5的H2和N2物質(zhì)的量比=(28-8.5):(8.5-2)=3:1
           平衡三部曲:N2 +3H2 =2NH3
                        起   1     3        0
                        反   x     3x       2x
                        末   1-x   3-3x     2x            
          平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為10,對(duì)應(yīng)的相對(duì)分子質(zhì)量:
28×1+2×3
(1-x)+(3-3x)+2x
=10
                          x=0.3
         則H2轉(zhuǎn)化率為
3×0.3
3
×100%=30%
         故答案為:30%
點(diǎn)評(píng):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(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)、十字交叉法等,試題的綜合性較強(qiáng),學(xué)生做起來有一定的難度.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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檢驗(yàn)方法 沉淀法 顯色法 氣體法
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3Cu2O+14HNO3═2NO↑+6Cu(NO32+7H2O
3Cu2O+14HNO3═2NO↑+6Cu(NO32+7H2O

(2)反應(yīng)中硝酸體現(xiàn)了
氧化性
氧化性
、
酸性
酸性
性質(zhì).
(3)反應(yīng)中若產(chǎn)生0.2mol氣體,則轉(zhuǎn)移電子的總數(shù)是
0.6mol
0.6mol
;反應(yīng)中被還原的硝酸的物質(zhì)的量是
0.2mol
0.2mol
;消耗的Cu2O質(zhì)量是
45.2g
45.2g

(4)若1mol甲與某濃度硝酸反應(yīng)時(shí),被還原硝酸的物質(zhì)的量增加,原因是
使用濃硝酸,產(chǎn)物中有NO2生成
使用濃硝酸,產(chǎn)物中有NO2生成

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