Question

1．氨是氮循環(huán)中的重要物質(zhì)，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法．
（1）已知：H-H鍵能為436kJ•mol^-1，N≡N鍵能為945kJ•mol^-1，N-H鍵能為391kJ?mol^-1．寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ•mol^-1．
（2）恒溫下，往一個(gè)2L的密閉容器中充入2.6mol H₂和1mol N₂，反應(yīng)過程中對(duì)NH₃的濃度進(jìn)行檢測(cè)，得到的數(shù)據(jù)如表所示：

時(shí)間/min	5	10	15	20	25	30
c（NH3）/mol•L-1	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

5min內(nèi)，消耗N₂的平均反應(yīng)速率為0.008mol•L^-1•min^-1，此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.1[或0.1（mol•L^-1）^-2]；反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中加入H₂、N₂和NH₃各2mol，化學(xué)平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）．

Answer 1

分析 （1）焓變等于反應(yīng)物中鍵能之和減去生成物中鍵能之和，結(jié)合物質(zhì)的狀態(tài)、焓變書寫熱化學(xué)方程式；
（2）由表格中數(shù)據(jù)可知，20min達(dá)到平衡，則
                       N₂ +3H₂?2NH₃
開始（mol/L）：0.5　1.3 　　0
變化（mol/L）：0.1　 0.3　　0.2
平衡（mol/L）：0.4      1        0.2
結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$、K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$、Qc=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$、Qc與K比較判斷方向來解答．

解答 解：（1）焓變等于反應(yīng)物中鍵能之和減去生成物中鍵能之和，則△H=945kJ•mol^-1+（436kJ•mol^-1）×3-（391kJ?mol^-1）×6=-93kJ•mol^-1，則熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ•mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ•mol^-1；
（2）由表格中數(shù)據(jù)可知，20min達(dá)到平衡，則
                       N₂ +3H₂?2NH₃
開始（mol/L）：0.5　1.3 　　0
變化（mol/L）：0.1　 0.3　　0.2
平衡（mol/L）：0.4      1        0.2
5min內(nèi)，消耗N₂的平均反應(yīng)速率為$\frac{0.04mol/L}{5min}$=0.008 mol•L^-1•min^-1；
此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0．{2}^{2}}{0.4×{1}^{3}}$=0.1[或0.1（mol•L^-1 ）^-2]，
反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中加入H₂、N₂和NH₃各2mol，Qc=$\frac{1．{2}^{2}}{1.4×{2}^{3}}$≈0.13＞K，則平衡逆向移動(dòng)，
故答案為：0.008 mol•L^-1•min^-1； 0.1[或0.1（mol•L^-1 ）^-2]；逆反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡三段法、速率及K的計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，注意Qc與K的應(yīng)用及判斷反應(yīng)的進(jìn)行方向，題目難度不大．