工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:O2 (1)己知反应一经发生...

工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:O2 (1)己知反应一经发生,铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式:______________________________________________;当温度升高时,该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= a kJ·mol-1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H= b kJ·mol-1H2O(1)=H2O(g) △H= c kJ·mol-1则反应2NO2(g)+4H2(g)=N2(g)+4H2O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)(3)①合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3,该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2B.3v正(N2)=v逆(H2)C.容器内压强保持不变D.混合气体的相对分子质量保持不变E.1mol N≡N键断裂,同时1mol H—H键断裂②若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中,5min反应达平衡,n(N2)=1mol,n(H2)=1mol,n(NH3)=2mol,则反应速率v(N2)=________________,H2的平衡转化率=_________________;若保持容器的温度不变,在10min时将容器的容积压缩为lL,请在答题卡坐标图中,画出从反应开始至15min时c(NH3)随时间变化曲线示意图。
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(16分
(1)4NH3+5O24NO + 6H2O (2分) 减小(2分)
(2)(2a—b—4c)kJ/mol (2分,不写单位扣1分)
件裂伤育半候3)①B C D(3分)
0.1mol/(L·min) (2分,不写或写错单位0分) 75%(2分)

(共3分,前10min的曲线1分;10~15min存写花然且用次载的曲线2分,到达平衡的时间应小于15min,NH3平衡浓度小于2.67 mol/L)
试题分析:(1)氨气具有还原性,与氧气在催化剂加热作用下发生反应,生成一氧化氮和水,该反应是氧化还原反应、可逆反山清行备缩轴把离应、放热反应,氮元素由—之齐滑盐给的粮伟3升为+2价,氧来自元素由0降为—2价,根据最小公倍数法配平,则4NH3+5O24NO + 6H2O;由于升高温度平衡向吸热方向移动,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,则生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以重新平衡时生成物浓度幂之积与反360问答应物浓度幂之积的比值减小,即升高温度时该反应的平衡常数K减小;(2终防电粉权田倍七额)先将4个热化学方程式分别编号为①②③④,由于①×2—②—③×4=④,根据盖斯定律,则④的焓变=①的焓变×2—②的焓变—③的焓变×4=(2a—b—4c)kJ/mol;(3)①容器内各组分浓度等于化学方程式的系数比,不能说明反应达到平衡,因为各组分变化浓度之比一定等于系数之比,而平衡浓度不一定等于系数之比,各组分浓度不随身京小层员局轻金时间改变而改变才能说轻操期全打宽明达到平衡,故A错误;同一物质表示的正、逆反应速率相等,不同物质表示的正、逆反应速探伟步六观扬子飞也率之比等于化学方程式气倒占那财中对应系数之比时,都能说明反应达到平衡,v正(N2)/v逆(H2)=1/3,则3v正(N2)=v逆(H2),故B正确;合成副更著象道油乎销待氨是气体物质的量减小的反应,随着反应的进行,容器内混合气体的物质的量逐渐减小,则压强也逐渐减小,当混合气体总的物质的量保持不变或压强不变时,说明反应达到平衡,故C正确类诉;由于各组分都是气体,因此混合气体的总质量始终不变,M=m出重盾供投着超风县/n=Mrg/mol,随着反应的预盾苏犯迫对河进行,由于混合气体的总物质的量逐渐减小,则混还控音合气体摩尔质量逐渐气胡减小或相对分子质量逐渐减小,当混合气体物质的量不变或相对分子质量不变时,反应达到平衡,故D正确;N≡N键断裂、H—H键断裂都是正反应速率,故E错误;②由于氮气、氢气的起始物质的量未知,所以不能直接用定义式求氮气表示的速率,而氨气是生成物,起始时为0,则v(NH3)== =0.2mol/(L?min);由于v(N2)/ v(NH3)=1/2,则v(N2)= 0.1mol/(L?min);设氮气、氢气的起始物质的量分别为xmol、ymol,则它们的起始浓度分别为x/2mol/L、y/2mol/L,则:
N2 + 3H2 2NH3
起始浓度/ mol·L-1 x/2 y/2 0
变化浓度/ mol·L-1 1/2 3/2 1
平衡浓度/ mol·L-1 1/2 1/2 1
则x/2—1/2=1/2,y/2—3/2=1/2,解得:x=2,y=4
氢气的平衡转化率=×100%=×100%=75%。
画图要点:①t=0时,氨气浓度为0;t=5min,氨气浓度为1mol/L;0

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