时间:2016-12-26 21:22:40
计算题 & nbsp;工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 
2NH3(g) △H<0。某实验将3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容积为10L的密闭容器中，在温度T1下反应。测得H2的物质的量随反应时间的变化如下图所示。
（1）反应开始3min内，H2的平均反应速率为 。
（2）计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。
（3）仅改变温度为T2 ( T2小于TI）再进行实验，请在答题卡框图中画出H2的物质的量随
反应时间变化的预期结果示意图。
（4）在以煤为主要原料的合成氨工业中，原料气氢气常用下述方法获得：
写出上述CO与H2O(g)反应的热化学方程式： 。
（5）合成氨工业中，原料气(N2、H2混有少量CO、NH3）在进入合成塔之前，用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收CO其反应为：CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]?CO △H<0。写出提高CO吸收率的其中一项措施： 。
计算题 工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。某实验将3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容积为10L的密闭容器中，在温度T1下反应。测得H2的物质的量随反应时间的变化如下图所示。
（1）反应开始3min内，H2的平均反应速率为 。
（2）计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。
（3）仅改变温度为T2 ( T2小于TI）再进行实验，请在答题卡框图中画出H2的物质的量随
反应时间变化的预期结果示意图。
（4）在以煤为主要原料的合成氨工业中，原料气氢气常用下述方法获得：
写出上述CO与H2O(g)反应的热化学方程式： 。
（5）合成氨工业中，原料气(N2、H2混有少量CO、NH3）在进入合成塔之前，用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收CO其反应为：CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]?CO △H<0。写出提高CO吸收率的其中一项措施： 。
本题答案：（16分）（1）0.080mol/(L·min)
本题解析：
试题分析：（1）读图可知，氢气的物质的量从4.0mol减小到1.6mol，则v(H2)=
=
=
=0.080mol/(L?min)，注意要保留两位有效数字；（2）图中氢气平衡时的物质的量为1.0mol，由于c=n/V，则氢气的平衡浓度为0.10mol/L，则
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始浓度（mol/L） 0.30 0.40 60; 0
转化浓度（mol/L） 0.10 0.30 0.20
平衡浓度（mol/L） 0.20 0.10 0.20 （1分）
K=
=
=2.0×102 (L/mol)2
（3）焓变小于0，说明合成氨是放热反应，其它条件相同时，降低温度，反应速率减小，平衡向正反应方向移动，则达到平衡的时间比原平衡时增大，平衡时氢气的物质的量比原平衡时减小，由此可以画出T2时氢气的物质的量随反应时间变化的曲线；（4）先给已知反应编号为①②，观察可知，反应①—②可以约去1/2O2(g)，根据盖斯定律可得：CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH="+2.8" kJ/mol；（5）由于正反应是气体体积减小的放热反应，根据外界条件对平衡移动的影响规律，降低温度、增大醋酸二氨合铜（I）或氨气的浓度、减小CH3COO[Cu(NH3)3]?CO的浓度或及时移走CH3COO[Cu(NH3)3]?CO，都能使平衡右移，上述措施可以提高CO吸收率。
考点：考查化学反应原理，涉及平均反应速率计算、化学平衡常数计算、画出温度对反应速率和平衡移动的影响图像、热化学方程式的书写、盖斯定律、外界条件对平衡移动的影响等。
本题所属考点：【热化学方程式】
本题难易程度：【困难】