Question

（2011•石景山区一模）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

Answer 1

解题思路：（1）根据平衡常数表达式以及各种物质的浓度知识来回答；

（2）温度和平衡常数间的关系取决于平衡受温度的影响情况；

（3）对于放热反应，温度升高，则化学平衡向逆向移动；

（4）氨的催化氧化产物是一氧化氮和水；

（5）根据盖斯定律来计算反应的焓变，进而书写热化学方程式；

（6）氨气在纯氧中燃烧，生成氮气和水，燃料电池中，燃料做负极．

（1）根据题意：CO+H₂O（g）⇌CO₂ +H₂

初始浓度：0.2 0.3 00

变化浓度：0.120.120.12 0.12

平衡时的浓度：0.08 0.18 0.12 0.12

则K=[0.12×0.12/0.08×0.18]=1，故答案为：1；

（2）对于放热反应，温度越高，则化学平衡逆向移动，导致平衡常数减小，所以T₁＜300℃，故答案为：＜；

（3）对于放热反应，温度升高，则化学平衡向逆向移动，所以氨气的产率减小，故答案为：温度高于900℃时，平衡向左移动；

（4）氧化炉中是氨的催化氧反应，方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂

.

△4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂

.

△4NO+6H₂O；

（5）根据题意：①[1/2]CH₄（g）+2NO₂（g）═2NO（g）+[1/2]CO₂（g）+H₂O（g）△H=[1/2]×（-574kJ•mol^-1）=-287kJ•mol^-1；

[1/2]CH₄（g）+2NO（g）═N₂（g）+[1/2]CO₂（g）+H₂O（g）△H=[1/2]×（-1160kJ•mol^-1）=-580kJ•mol^-1；

根据盖斯定律反应CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）可以看成是①+②，所以△H=-287kJ•mol^-1-580kJ•mol^-1=-867kJ•mol^-1，

故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ•mol^-1；

（6）氨气在纯氧中燃烧，生成氮气和水，化学方程式为：4NH₃+5O₂

点燃

.

=4N₂+6H₂O，在燃料电池中，燃料做负极，则通入氨气的电极是负极，碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为2NH₃-6e-+6OH^-→N₂+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂

点燃

.

4N₂+6H₂O；负极；2NH₃-6e-+6OH^-→N₂+6H₂O．

点评：

本题考点： 工业合成氨；工业制取硝酸；热化学方程式；原电池和电解池的工作原理；化学平衡常数的含义．

考点点评： 本题是一道工业合成氨的综合性知识题目，可以根据所学知识进行回答，难度较大．