Question

13．工業(yè)合成氨的反應(yīng)：N₂+3H₂?2NH₃是一個(gè)可逆反應(yīng)，應(yīng)條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑．已知形成1 mol H-H鍵、1 mol N-H鍵、1mol N三N鍵放出的能量分別為436 kJ、391 kJ、946 kJ．則：
（1）若1 mol N₂完全反應(yīng)生成NH₃可放出（填“吸收”或“放出”）熱量92kJ． 
（2）如果將1 mol N₂和3 mol H₂混合，使其充分反應(yīng)，放出的熱量總小于上述數(shù)值，其原因是合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化．
（3）實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成氨時(shí)，在容積為2L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)經(jīng)過(guò)10 min后，生成10 mol NH₃，則用N₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.25mol/L/min． 
（4）一定條件下，當(dāng)合成氨的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是acf． 
a．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 
b．正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為0 
c．N₂的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值 
d．N₂和H₂的濃度相等 
e．N₂、H₂和NH₃的體積分?jǐn)?shù)相等 
f．反應(yīng)達(dá)到最大限度．

Answer 1

分析 （1）△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和；
（2）合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；
（3）v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$，$\frac{v（{N}_{2}）}{v（N{H}_{3}）}$=$\frac{1}{2}$，據(jù)此求算；
（4）化學(xué)平衡狀態(tài)是正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度保持不變的狀態(tài)，反應(yīng)達(dá)到最大限度，據(jù)此分析．

解答 解：（1）△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和，反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃中△H=（946+3×436-6×391）kJ/mol=-92kJ/mol，所以正反應(yīng)放熱，故答案為：放出；92；
（2）合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，故答案為：合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；
（3）v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{10mol}{2L}}{10min}$=0.5mol/（L•min），$\frac{v（{N}_{2}）}{v（N{H}_{3}）}$=$\frac{1}{2}$，所以v（N₂）=0.25mol/（L•min），故答案為：0.25；
（4）a．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確； 
b．正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為0，是指反應(yīng)開始時(shí)的狀態(tài)，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；
c．N₂的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確； 
d．N₂和H₂的濃度相等，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤； 
e．N₂、H₂和NH₃的體積分?jǐn)?shù)相等，與平衡狀態(tài)無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；
f．反應(yīng)達(dá)到最大限度，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；
故答案為：acf．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了據(jù)鍵能計(jì)算焓變、可逆反應(yīng)的焓變、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，題目難度不大．