Question

【題目】Ⅰ．氮的固定一直是科學(xué)家研究的重要課題，合成氨則是人工固氮比較成熟的技術(shù)，其原理為N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)

(1)已知每破壞1mol有關(guān)化學(xué)鍵需要的能量如下表：

H-H	N-H	N-N	N≡N
435.9KJ	390.8KJ	192.8KJ	945.8KJ

(1)則反應(yīng)物的總能量_________(填“>”或 “<”)生成物的總能量

(2)在一定溫度下、向2L密閉容器中加入2 molN2、6 mol H2，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟�，發(fā)生反應(yīng) N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)，10min后達(dá)到平衡，此時剩余4.5mol H2。

①下列敘述能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________________。

a．容器內(nèi)總壓強(qiáng)不變 b．v(H2)正＝v(H2)逆　 c．N2和H2的濃度相等

d． 2 mol NH3生成的同時有3 moH—H鍵斷裂 e．NH3的濃度不再改變

②0～10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2) 是______mol/(Lmin)；10秒末NH3的濃度是______mol/L；N2 的的物質(zhì)的量________mol

Ⅱ．某溫度時，在一個2L的密閉容器中X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示，據(jù)此回答：

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________

(2)從開始至2min，Z的平均反應(yīng)速率為____________mol/(L·min)；

(3)改變下列條件，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率的有_________

A．升高溫度 B．減小物質(zhì)X的物質(zhì)的量

C．減小壓強(qiáng) D．增加物質(zhì)Z的物質(zhì)的量.

E．加入某種催化劑 F.縮小容積 G．使用效率更高的催化劑

(4)該反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)若上述容器為絕熱容器(與外界無熱交換)，則到達(dá)平衡所需時間將_________。

a．延長 b．縮短 c．不變 d．無法確定

Answer 1

【答案】＞ abe 0.075 0.5 1.5 3X+Y2Z 0.05 ADEFG b

【解析】

Ⅰ．（1）由題中數(shù)據(jù)可知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=945.8kJ/mol+3×435.9kJ/mol-6×390.8kJ/mol=-91.3kJ/mol，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量＞生成物的總能量，故答案為：＞。

（2）①a.該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的體積不等，故混合氣體的總壓強(qiáng)不再發(fā)生變化可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故a正確；

b.v(H2)正＝v(H2)逆，說明正逆反應(yīng)速率相等，可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故b正確；

c.平衡時N2和H2的濃度濃度不再發(fā)生變化，但物質(zhì)之間的濃度不一定相等或滿足某種關(guān)系，不能判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故c錯誤；

d.單位時間內(nèi)2molNH3生成為正反應(yīng)速率，同時有3moH—H鍵斷裂也為正反應(yīng)速率，均為正反應(yīng)速率，不能判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故d錯誤；

e.NH3的濃度不再改變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故e正確。

故答案為：abe。

②向2L密閉容器中加入2molN2、6 molH2，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟�，發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，10min后達(dá)到平衡，此時剩余4.5molH2，則

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始量（mol） 2 6 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 0.5 1.5 1.0

平衡量（mol） 1.5 4.5 1.0

0～10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)==0.075mol/(Lmin)；平衡時NH3的濃度是=0.5mol/L；N2的的物質(zhì)的量1.5mol，故答案為：0.075，0.5，1.5。

Ⅱ．（1）從曲線的變化趨勢可以看出，從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡，X、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增加，應(yīng)為生成物，從反應(yīng)開始到第2分鐘反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，X、Y消耗的物質(zhì)的量分別為0.3mol、0.1mol，Z的生成的物質(zhì)的量為0.2mol，因此三者比例為3：1：2，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則化學(xué)方程式為3X+Y2Z，故答案為：3X+Y2Z。

（2）從開始至2min，Z的平均反應(yīng)速率為v（Z）===0.05mol/（Lmin），故答案為：0.05。

（3）A.升高溫度，加快反應(yīng)速率，故A正確；

B.減小物質(zhì)X的物質(zhì)的量，減小X的度，化學(xué)反應(yīng)速率降低，故B錯誤；

C.減小壓強(qiáng)，減緩化學(xué)反應(yīng)速率，故C錯誤；

D.增加物質(zhì)Z的物質(zhì)的量，增加Z的濃度，反應(yīng)速率加快，故D正確；

E.加入某種催化劑，加快反應(yīng)速率，故E正確；

F.縮小容積，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快，故F正確；

G.使用效率更高的催化劑，加快反應(yīng)速率，故G正確。

故答案為：ADEFG。

（4）若上述容器為絕熱容器(與外界無熱交換)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以相當(dāng)于升高溫度，反應(yīng)速率加快，則縮短到達(dá)平衡所需時間，故選b，故答案為：b。