Question

【題目】工業生產硝酸銨的流程如下圖所示：

請回答下列問題：

(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ· mol－1。

①在500 ℃、2.02×107 Pa和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反應后，放出的熱量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。

②為提高H2的轉化率，實際生產中宜采取的措施有________(填字母)。

A．降低溫度

B．最適合催化劑活性的適當高溫

C．適當增大壓強

D．減小壓強

E．循環利用和不斷補充氮氣

F．及時移出氨

(2)該流程中鉑—銠合金網上的氧化還原反應為4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。

①已知鉑—銠合金網未預熱也會發熱，則隨著溫度升高，該反應的化學平衡常數K________(填“增大”、“減小”或“不變”)，理由是__________________________________________________________________。

②若其他條件不變，則下列圖像正確的是________(填字母)。

Answer 1

【答案】 小于 CEF 減小 氨的催化氧化反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K會減小 ABC

【解析】（1）①在1.01×105kPa和298K條件下，1mol氮氣和3mol氫氣完全反應生成2mol氨氣，放出92.4kJ熱量，該反應為可逆反應，不可能進行完全，所以放出的熱量小于92.4kJ；②N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92.4 kJ/mol，該反應正反應為體積縮小的反應，A．降低溫度，反應速率降低，不選用；B．最適合催化劑活性的適當高溫，催化劑對平衡沒有影響，不選；C．適當增大壓強，平衡正向移動；可選；D．減小壓強，平衡逆向移動，不選；E．循環利用和不斷補充氮氣，提高H2的轉化率，可選；F．及時移出氨平衡正向移動；故選CEF。(2)①已知鉑—銠合金網未預熱也會發熱，則隨著溫度升高，該反應的化學平衡常數K減小，氨的催化氧化反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K會減小；②A、增大壓強平衡逆移，所以壓強越大NH3的轉化率越小，與圖象相符，故A正確；B、加催化劑不改變平衡，所以O2的含量不變，反應速率增大，到達平衡的時間變小，與圖象相符，故B正確；C、增大壓強平衡逆移，所以壓強越大NO越小，與圖象相符，故C正確；D、升高溫度，平衡逆向移動，H2O的含量降低，與圖象不符，故選ABC。