Question

【題目】氨催化分解既可防治氨氣污染，又能得到氫能源。回答下列問題：

（1）已知：①4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)ΔH1=－1266.6kJ·mol-1

②H2(g)+O2(g)=H2O(1)ΔH2=－285.8kJ·mol-1

③H2O(1)=H2O(g)ΔH3=+44.0kJ·mol-1

反應(yīng)①的熱力學趨勢很大（平衡常數(shù)很大），其原因是________________。NH3分解的熱化學方程式為________________。

（2）在Co—Al催化劑體系中，壓強p0下氨氣以一定流速通過反應(yīng)器，得到不同催化劑下NH3轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。活化能最小的催化劑為________________：升高溫度，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率增大，其原因是________________；溫度一定時，如果增大氣體流速，則b點對應(yīng)的點可能________________（填“a”“c”“d”“e”或“f”）。

（3）溫度為T時，體積為1L的密閉容器中加入0.8molNH3和0.1molH2，30min達到平衡時，N2的體積分數(shù)為20%，則T時反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)K=________________mol2·L-2，NH3的分解率為________________，達到平衡后再加入0.8molNH3和0.1molH2，NH3的轉(zhuǎn)化率________________（填“增大”“不變”或“減小”）。

（4）將氨溶解于水也可消除氨氣的污染。常溫下，向10mL0.1mol·L-1氨水中逐滴加入相同濃度的CH3COOH溶液，在滴加過程中=________________（填標號）．

A．始終堿小B．始終增大C．先減小后增大D．先增大后減小

Answer 1

【答案】反應(yīng)①放出的熱量很大 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.1kJ/mol 90CoAl NH3分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動 e 7.5 75% 減小 B

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律由×①-3（②+③）可得到目標熱化學方程式；

（2）根據(jù)圖像中幾種催化劑對反應(yīng)歷程的影響進行分析，由外界條件對平衡移動的影響來分析判斷；

（3）根據(jù)題中提供的數(shù)據(jù)列出三段式，計算平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率。

（4）根據(jù)二者混合后溶液里離子濃度的變化來分析。

（1）反應(yīng)①的ΔH1=－1266.6kJ·mol-1，放出的熱量很大，故熱力學趨勢很大；

反應(yīng)：①4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=－1266.6kJ·mol-1

②H2(g)+O2(g)=H2O(1) ΔH2=－285.8kJ·mol-1

③H2O(1)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，將方程式×①-3（②+③）得方程式2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=(-1266.6 kJ/mol)-3(-285.8+44) kJ/mol=+92.1 kJ/mol；

（2）由圖分析可知，90CoAl催化劑在較低溫度下就達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)速率最快，反應(yīng)的活化能最小；由2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.1kJ/mol可知 NH3分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，NH3的轉(zhuǎn)化率增大；此反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，溫度一定時，增大氣體流速平衡逆向移動，氨氣轉(zhuǎn)化率減小，b點對應(yīng)的點可能為e點，答案為：90CoAl；NH3分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動；e；

（3）由題中數(shù)據(jù)可知，設(shè)達到平衡時氮氣的物質(zhì)的量為xmol，列三段式為：

相同條件下氣體的物質(zhì)的量之比等于體積之比，所以達到平衡時N2的體積分數(shù)為：=20%，解得x=0.3mol，因為容器體積為1L，氣體的物質(zhì)的量與物質(zhì)的量濃度數(shù)值相等，所以平衡常數(shù)K==7.5，NH3的分解率為100%=75%；達到平衡后再加入0.8molNH3和0.1molH2，相當于增大壓強，反應(yīng)逆向移動，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，答案為：7.5；75%；減小；

（4）常溫下，向10mL0.1mol·L-1氨水中逐滴加入相同濃度的CH3COOH溶液發(fā)生反應(yīng)，CH3COOH電離出的H+消耗NH3·H2O電離出的OH-，c（OH-）減小，促進NH3·H2O的電離，銨根離子濃度增大，一水合氨濃度減小，因此在滴加CH3COOH溶液過程中比值始終增大，答案為B。