Question

19．目前工業(yè)合成氨的原理是N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93.0kJ•mol^-1
（1）已知一定條件下：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+l 530.0kJ•mol^一1．則氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-286kJ/mol．
（2）如圖，在恒溫恒容裝置中進(jìn)行合成氨反應(yīng)．
①表示N₂濃度變化的曲線是C．
②前25min內(nèi)，用H₂濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是0.12 mol•L^-•min^-1．
③在25min末剛好平衡，則平衡常數(shù)K=$\frac{4}{27}$．
（3）在恒溫恒壓裝置中進(jìn)行工業(yè)合成氨反應(yīng)，下列說法正確的是AD．
A．氣體體積不再變化，則已平衡
B．氣體密度不再變化，尚未平衡
C．平衡后，往裝置中通入一定量Ar，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)
D．平衡后．壓縮容器，生成更多NH₃．

Answer 1

分析 （1）已知：①2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+l530.0kJ•mol^-1，
②N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-93.0kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律，（②×2-①）÷6可得：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）；
（2）①根據(jù)圖象可知，反應(yīng)進(jìn)行到25min時(shí)曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L，C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L，因此根據(jù)方程式可知表示N₂濃度變化的曲線是C；
②前25 min內(nèi)，氫氣濃度減少了3mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算用H₂濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率；
③在25 min末剛好平衡，此時(shí)氮?dú)狻�氫氣和氨氣的濃度分別是1.0mol/L、3mol/L、2mol/L，再根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)；
（3）A．正反應(yīng)是體積減少的可逆反應(yīng)，因此在恒溫恒壓下氣體體積不再變化時(shí)已平衡；
B．在反應(yīng)過程中質(zhì)量始終不變，但容器容積是變化的，所以密度是變化的，因此氣體密度不再變化說明反應(yīng)達(dá)到平衡；
C．平衡后，往裝置中通入一定量Ar，壓強(qiáng)不變，容器容積增加，濃度降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
D．平衡后，壓縮容器，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行．

解答 解：（1）已知：①2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+l530.0kJ•mol^-1，
②N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-93.0kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律，（②×2-①）÷6可得：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-286kJ/mol
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-286kJ/mol；
（2）①根據(jù)圖象可知，反應(yīng)進(jìn)行到25min時(shí)曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L，C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L，因此根據(jù)方程式可知表示N₂濃度變化的曲線是C；
②前25 min內(nèi)，氫氣濃度減少了3mol/L，則用H₂濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是3mol/L÷25min=0.12 mol•L^-•min^-1，
故答案為：0.12 mol•L^-•min^-1；
③在25 min末剛好平衡，此時(shí)氮?dú)狻�氫氣和氨氣的濃度分別是1.0mol/L、3mol/L、2mol/L，則平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{{2}^{2}}{1×{3}^{3}}$=$\frac{4}{27}$，
故答案為：$\frac{4}{27}$；
（3）A．正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，恒溫恒壓下，隨反應(yīng)進(jìn)行體積減少，因此在恒溫恒壓下氣體體積不再變化時(shí)已平衡，故A正確；
B．在反應(yīng)過程中質(zhì)量始終不變，但容器容積是變化的，所以密度是變化的，因此氣體密度不再變化說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故B錯(cuò)誤；
C．平衡后，往裝置中通入一定量Ar，壓強(qiáng)不變，容器容積增加，濃度降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．平衡后，壓縮容器，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此生成更多NH₃，故D正確，
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律、化學(xué)平衡圖象、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)影響、反應(yīng)速率與平衡常數(shù)計(jì)算等，難度不大，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．