Question

氨在國民經濟中占有重要地位．
（1）合成氨工業中，合成塔中每生成2mol NH₃，放出92.2kJ熱量．
①工業合成氨的熱化學方程式是

N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol

．
②若起始時向容器內放入2mol N₂ 和6mol H₂，達平衡后放出的熱量為Q，則Q

＜

（填“＞”、“＜”或“=”）184.4kJ．
③已知：（如圖1所示）

1mol N-H鍵斷裂吸收的能量約等于

391

kJ．
（2）工業生產尿素的原理是以NH₃ 和CO₂ 為原料合成尿素[CO（NH₂）₂]，反應的化學方程式為2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂0（l），該反應的平衡常數和溫度的關系如表所示：

T/℃	165	175	185	195
K	111.9	74.1	50.6	34.8

①△H

＜

（填“＞”、“＜”或“=”）0．
②在一定溫度和壓強下，若原料氣中的NH₃ 和CO₂ 的物質的量之比（氨碳比）

n(NH3)

n(CO2)

=x，碳比（x）與CO₂ 平衡轉化率（α）的關系如圖2所示．α 隨著x增大而增大的原因是

c（NH₃）增大，平衡正向移動

．
③圖2中的B點處，NH₃的平衡轉化率為

32%

．

Answer 1

分析：（1）①依據熱化學方程式的書寫方法分析書寫；
②反應是可逆反應不能進行徹底
③依據反應焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵放出的能量計算得到；
（2）①依據平衡常數隨溫度變化分析判斷反應吸熱放熱；
②增大反應物濃度，平衡正向進行；
③依據x含義和圖象數據分析結合化學方程式換算氨氣轉化率；

解答：解：（1）①合成塔中每生成2mol NH₃，放出92.2kJ熱量，依據熱化學方程式寫出，標注物質聚集狀態和對應反應放出的熱量寫出熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol
②反應是可逆反應不能進行徹底，該溫度下合成塔中放入2mol N₂和6mol H₂，達平衡后放出的熱量小于184.4 kJ；
故答案為：＜；
③3H₂+N₂?2NH₃，反應焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵放出的能量=3×436+945.8-6×N-H鍵鍵能=-92.2，N-H鍵鍵能=391KJ；
故答案為：391；
（2）①平衡常數隨溫度升高減小，說明正反應為放熱反應，△H＜0，故答案為：＜；
②2NH₃ （g）+CO₂ （g）?CO（NH₂）₂ （l）+H₂O （l），圖象分析判斷，增大氨氣濃度平衡正向進行，轉化率增大，故答案為：c（NH₃）增大，平衡正向移動；
③B點處x=4，原料氣中的NH₃和CO₂的物質的量之比為4，二氧化碳轉化率為64%，假設氨氣為4mol，二氧化碳為1mol，則反應的二氧化碳為0.64mol，
依據化學方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）反應的氨氣為1.28mol，
NH₃的平衡轉化率=

1.28mol

4mol

×100%=32%；
故答案為：32%；

點評：本題考查了化學能與熱能關系分析判斷，焓變計算應用，熱化學方程式書寫，注意可逆反應的判斷，題目難度中等