【化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用．（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应，已知下列3个热化学方程式（K为平衡常数）：①4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（】-保卡通问答

【化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用．（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应，已知下列3个热化学方程式（K为平衡常数）：①4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（】

更新时间： 2025-08-18 12:32:39

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问题描述：

化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用．

（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应，已知下列3个热化学方程式（K为平衡常数）：

①4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）△H1=-1266.8kJ•mol-1 K1

②N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）△H2=180.5kJ•mol-1 K2

③4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H3 K3

则△H3=___，K3=___（用K1、K2表示）．

（2）工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应，但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质，工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2 （g）△H<0．

①一定条件下，反应达到平衡后，欲提高CO 的转化率，可采取的措施有___、___．

②在容积为2L的密闭容器中发生上述反应，其中c（CO）随反应时间（t）的变化如图甲中曲线Ⅰ，如果在t0时刻将容器容积扩大至4L，请在图甲中画出t0时刻后c（CO）随反应时间（t）的变化曲线．

（3）氨气的重要用途是合成尿素，一定条件下，NH3和CO2合成尿素的反应为2NH3+CO2⇌CO（NH2）2+H2O．当加料比例n（NH3）：n（CO2）=4 时，CO2的转化率随反应时间（t）的变化如图乙所示，a点v逆（CO2）___b 点v正（CO2）（填“>”、“<”或“=”），NH3的平衡转化率为___．

（4）硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收，生成的（NH4）2SO3再与硫酸反应，将生成的SO2返回车间作生产硫酸的原料，而生成的（NH4）2SO4可作肥料．常温下，0.1mol•L-1（NH4）2SO4溶液中各离子浓度由大到小的顺序是___；若某工厂中使用的是室温下0.1mol•L-1的氨水，那么该氨水的pH=___．（已知Kb（NH3•H2O）=2.0×10-5，

2=1.414，lg1.414=0.15）

高季雍回答：

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　　（1）根据盖斯定律，①+②×2=③，所以△H3=△H1+2×△H2=-1266.8kJ•mol-1+2×180.5kJ•mol-1=-905.8kJ•mol-1，根据平衡常数的定义，两反应相加得的平衡常数相乘，计量数扩大2倍，则平衡常数为原来的平方，所以K3=K1•K22，　　故答案为：-905.8kJ•mol-1；K1•K22；　　（2）①反应CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H<0，为气体体积不变的放热反应，反应达到平衡后，欲提高CO 的转化率，可降低温度或增加水蒸气的浓度、降低二氧化碳或氢气的浓度等，　　故答案为：可降低温度或增加水蒸气的浓度、降低二氧化碳或氢气的浓度等；　　②CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），是一反应前后气体体积不变的反应，当把2L容器中t0时c（CO）=2.0mol/L，在t0时刻将容器的体积扩大至4L，此时c（CO）=1.0mol/L，平衡不移动，各浓度未原平衡时的12