Question

工业合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0某实验将3.0mol N2（g）和4.0mol H2（g）充入容积

工业合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0某实验将3.0mol N2（g）和4.0mol 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：①C+H2O（g） 高温 . CO+H2；②CO+H2O（g） 高温 . CO2+H2；已知CO（g）+12O2（g）═CO2（g）△H=-283.0KJ/mol；H2（g）+12O2（g）=H2O（g）△H=-285.8KJ/mol；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+NH3?CH3COO[Cu（NH3）3]?CO△H＜0写出提高CO吸收率的其中一项措施：______．

Answer 1

（1）反应开始3min内，氢气的物质的量1.6mol，则v（H₂）=

4.0mol?1.6mol 10L

3min

=0.080mol/（L?min），
故答案为：0.080mol/（L?min）；
（2）由图象可知，平衡时H₂的浓度0.10 mol/L，则：
                   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始浓度（mol/L） 0.30     0.40        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
 K=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

=

(0.20mol/L)2

0.20mol/L×(0.10mol/L)3

=2.0×10² （L/mol）²；
故答案为：2.0×10² （L/mol）²；
（3）T₁→T₂，降低温度，则反应速率减小，单位时间内消耗氢气的物质的量减小，达到平衡时间增大；
由于正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，则平衡时氢气的物质的量减小，则图象为，
故答案为：；
（4）根据盖斯定律，第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，则CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=+2.8kJ/mol，故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=+2.8kJ/mol；
（5）由于CH₃COO[Cu（NH₃）₂]+CO+NH₃?CH₃COO[Cu（NH₃）₃]?CO的反应是放热反应，增大压强、降低温度、通入氨气或分离出CH₃COO[Cu（NH₃）₃]?CO等措施，都能使平衡向正反应方向移动，提高CO的吸收率或转化率，
故答案为：增大压强、降低温度、通入氨气或分离出CH₃COO[Cu（NH₃）₃]?CO（任写一点）．