Question

【題目】工業(yè)合成氨：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H＜0，氨又可以進(jìn)一步制各硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列問題：

若有68g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成NO（g）和H2O（g）所放出的熱量為___________KJ。

（2）合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，某時(shí)刻改變下列選項(xiàng)中的__________條件，在達(dá)到新平衡的過程中逆反應(yīng)速率始終增大。

a．升溫 b.縮小容積 c．增大c（N2） d．使用催化劑

（3）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對合成氨反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示：（圖中T表示溫度，橫軸表示起始時(shí)H2的物質(zhì)的量，縱軸表示平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)）

圖像中T1和T2的關(guān)系是：T1____________T2 （填“>”“<”或“=”）。

比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最大的是_______________（填字母）。

③若容器容積為1L，b點(diǎn)對應(yīng)的起始時(shí)n（H2）=0.30mol，測得平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60％，則平衡時(shí)c（N2）為_________________mo1·L-1。（已知反應(yīng)物的物質(zhì)的量按n（H2）：n（N2）=3：1投料時(shí)，平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)最大）

（4）一定溫度下，將2mol N2和4mol H2置于1L的恒容密閉容器中反應(yīng)，測得不同溫度（T）、不同時(shí)間段內(nèi)工業(yè)合成氨反應(yīng)中N2的轉(zhuǎn)化率，得到數(shù)據(jù)如下表所示：

上表中x、y的大小關(guān)系為x_____________y。（填“>”“=”“<”“≥”或“≤”）

Answer 1

【答案】（1）3c –2a–2b；（2）bc；（3）①＞ ； ②c ；③0.04；4）=。

【解析】

試題分析：（1）①N2（g）＋O2（g）=2NO（g）。②N2（g）＋3H2（g）=2NH3（g），③2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g），2×①－2×②＋3×③得出4NH3（g）＋5O2（g）=4NO（g）＋6H2O（g） △H=（2a＋2b－3c）kJ·mol－1，因此消耗68gNH3放出熱量為（3c－2a－2b）kJ；（2）a、升高溫度正逆反應(yīng)速率都增大，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)速率降低，故錯(cuò)誤；b、縮小容器的體積，增大壓強(qiáng)，正逆反應(yīng)速率都增大，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向正反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)速率增大，故正確；c、增大氮?dú)獾臐舛�，平衡向正反�?yīng)方向移動，逆反應(yīng)速率增大，故正確；d、使用催化劑，正逆反應(yīng)速率都增大，但平衡不移動，故錯(cuò)誤；（3）①b點(diǎn)NH3的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大，說明達(dá)到平衡，合成氨正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，即T1>T2；②隨著氫氣量增大，反應(yīng)物的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，即c點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率最大；③消耗氫氣的物質(zhì)的量為0.3×60%mol=0.18mol，同時(shí)消耗N2的物質(zhì)的量為0.18/3mol=0.06mol，開始時(shí)通入N2的物質(zhì)的量為0.1mol，因此達(dá)到平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量為（0.1－0.06）mol=0.04mol，此時(shí)c（N2）=0.04/1mol·L－1=0.04mol·L－1；（4）T3時(shí)在3小時(shí)達(dá)到平衡，T4的轉(zhuǎn)化率比T3時(shí)大，說明T3的溫度低于T4，T4化學(xué)反應(yīng)速率大于T3，首先達(dá)到平衡，因此x=y。