Question

【題目】氨在工農(nóng)業(yè)及國防工業(yè)上有廣泛的用途。

(1)已知：

①4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H=－1266.2k/mol

②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H=－483.6kJ/mol

則合成氨反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=___________kJ/mol，該反應屬于___________。

A.高溫自發(fā) B.低溫自發(fā) C.恒自發(fā) D.恒不自發(fā)

(2)在甲、乙、丙三個容積均為2L的密閉裝置中，均充人4mol合成氣，但N2、H2的投料比不同，在400℃時反應，測定N2的體積百分含量，得到下圖一。

①乙裝置中N2、H2的投料比為___________。

②反應達到平衡后，測得乙裝置中H2的體積百分含量為25%，則400℃時，合成氨反應的平衡常數(shù)為___________(不須注明單位)。

(3)在M、N兩個裝置中分別充入相同投料比的N2、H2，進行合成氨反應，各反應1小時，測定不同溫度下N2的轉(zhuǎn)化率，得到上圖二。

①N2、H2在M、N兩裝置中反應時，不同的條件可能是______________________。

②在300℃時，a、b兩點轉(zhuǎn)化率差異的原因是______________________。

(4)氨法煙氣脫硫技術(shù)漸趨成熟，回收SO2，并產(chǎn)出氮肥，其流程分兩步：

①氨水吸收煙氣中的SO2：xNH3+SO2(g)+H2O====(NH4)xH2－xSO3

②加入足量的磷酸得到純凈的SO2。寫出該反應的化學方程式：______________________。

Answer 1

【答案】-92.3 B 1：1 3.125 M裝置中使用了催化劑 M裝置中使用了催化劑，a點速率快，達到了平衡，b點速率慢，沒達到平衡 (NH4)xH2－xSO3+xH3PO4=xNH4H2PO4+SO2↑+H2O

【解析】

（1）從蓋斯定律的計算和反應進行的方向分析；（2）綜合考察影響化學平衡移動因素、平衡常數(shù)計算、轉(zhuǎn)化率計算等為題。

(1)、已知：①4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)，△H=－1266.2k/mol ；②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)，△H=－483.6kJ/mol，則合成氨反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，△H=-①/2+3/2②代入得，△H= -92.3 k/mol，反應后氣體體積變小，是一個熵減的反應（ΔS<0），由△H-T△S可知ΔH<0，ΔS<0時，在低溫下能自發(fā)進行。

本題答案：△H= -92.3 k/mol；B

(2)、設N2初始投料為a mol，由“三段式”得：

N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)

起始量（mol）： a 4-a 0

變化量（mol）： x 3x 2x

平衡量（mol）：a-x 4-a-3x 2x

①由題意知N2體積分數(shù)為=常數(shù)，當a=2時該比值為常數(shù)0.5，則N2有2mol，H2有2mol，N2、H2的投料比為1:1。

②H2的體積百分含量為25%，則，a=2，則x=0.4，故平衡常數(shù)K=

(3)、①相同溫度下，相同時間內(nèi)，M裝置中N2轉(zhuǎn)化率比N裝置大，則M反應速率也大于N，故M裝置中使用了催化劑。

本題答案：M裝置中使用了催化劑

②在同溫度下，由于M裝置中使用了催化劑，其反應速率快得多，在300℃時，a點速率快，先達到了平衡；而b點反應速率慢，還沒有達到平衡狀態(tài)，這是造成a、b兩點轉(zhuǎn)化率有差異的原因。

本題答案：M裝置中使用了催化劑，a點速率快，達到了平衡，b點速率慢，沒達到平衡

(4) 第一步中生成的 (NH4)xH2－xSO3為酸式鹽，可與磷酸中H+結(jié)合產(chǎn)生SO2和H2O，故第二步加入足量的磷酸反應方程式為 (NH4)xH2－xSO3+xH3PO4=xNH4H2PO4+SO2↑+H2O

本題答案：(NH4)xH2－xSO3+xH3PO4=xNH4H2PO4+SO2↑+H2O