Question

（5分）氨氣在農(nóng)業(yè)和國防工業(yè)都有很重要的作用，歷史上諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)曾經(jīng)有3次頒給研究氮?dú)馀c氫氣合成氨的化學(xué)家。

（1）右圖表示溫度為T K時(shí)氮?dú)馀c氫氣合成氨反應(yīng)過程中的能量變化， 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。

（2）已知在TK溫度下合成氨反應(yīng)在2.00L的密閉容器中進(jìn)行。得到如下數(shù)據(jù)：

時(shí)間（h） 物質(zhì)的量（mol）		0	1	2	3	4
N2		1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2		4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3		0.00	0.20	n2	1.00	1.00

 

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算：

①0~1h內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率為 mol/(L·h)。

②反應(yīng)進(jìn)行到2h時(shí)放出的熱量為 kJ。

③此條件下，反應(yīng)：N2 + 3H2 2NH3 的化學(xué)平衡常數(shù)K = （保留兩位小數(shù)）。

④反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1mol，化學(xué)平衡移動(dòng)的方向是 （填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動(dòng)”）。

 

Answer 1

（5分）（1）N2(g)+3H2(g)====2NH3(g) △H=-92 kJ·mol–1 （無條件不扣分）

（2）① 0.05 ② 27.6kJ ③ 0.15 ④正反應(yīng)

【解析】

試題分析：（1）由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H=508-600=-92 kJ·mol–1 ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)====2NH3(g) △H=-92 kJ·mol–1 ；

（2）①0~1h內(nèi)，氫氣的濃度減少(4.5-4.2)mol/2.00L=0.15mol/L，所以氮?dú)獾臐舛葴p少0.05mol/L，則0~1h內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率為0.05 mol/(L·h)；

②反應(yīng)進(jìn)行到2h時(shí)，消耗氮?dú)?.3mol，所以放出的熱量是0.3mol×92 kJ·mol–1=27.6kJ；

③反應(yīng)進(jìn)行到3h時(shí)達(dá)平衡狀態(tài)，此時(shí)c（NH3）=0.5mol/L，c(N2)= 0.5mol/L，c(H2)=1.5 mol/L，所以化學(xué)平衡常數(shù)K= c2（NH3）/ c(N2)·c3(H2)=0.15；

④反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1mol，此時(shí)c（NH3）=1.0mol/L，c(N2)= 1.0mol/L，c(H2)=2.0 mol/L，c2（NH3）/ c(N2)·c3(H2)=0.125<K，所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

考點(diǎn)：考查對(duì)圖像的分析，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的判斷，反應(yīng)速率的計(jì)算，平衡常數(shù)的計(jì)算，平衡常數(shù)的應(yīng)用