Question

2．工業(yè)合成氨反應(yīng)為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），對(duì)其研究如下：
（1）已知H-H鍵能為436kJ•mol^-1，N-H鍵能為391kJ•mol^-1，N≡N鍵的鍵能是945.6kJ•mol^-1，則上述反應(yīng)的△H=-92.46kJ•mol^-1．
（2）在773K時(shí)，分別將2molN₂和6molH₂充入一個(gè)固定容積為1L的密閉容器中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體混合物中n（H₂）、n（NH₃）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：

t/min	0	5	10	15	20	25	30
n（H2）/mol	6.00	4.50	3.60	3.30	3.03	3.00	3.00
n（NH3）/mol	0	1.00	1.60	1.80	1.98	2.00	2.00

①該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N₂、H₂、NH₃濃度分別為3mol/L，3mol/L、3mol/L，此時(shí)v_正大于v_逆（填“大于”、“小于”或“等于”）
②由上述表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到“濃度～時(shí)間”的關(guān)系可用圖中的曲線表示，表示c（N₂）～t的曲線是乙．在此溫度下，若起始充入4molN₂和12molH₂，反應(yīng)剛達(dá)到平衡時(shí)，表示c（H₂）的曲線上相應(yīng)的點(diǎn)為B．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，據(jù)此計(jì)算；
（2）①由表可知表可知25min反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
初起（mol/L）：2       6         0 
變化（mol/L）：1       3         2
平衡（mol/L）：1       3         2
此時(shí)平衡常數(shù)為：K=$\frac{{2}^{2}}{{3}^{3}×1}$=$\frac{4}{27}$，根據(jù)Qc與K的大小平衡判斷正逆反應(yīng)速率的大小；
②由反應(yīng)方程式可知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）變化量之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c（N₂）～t的曲線是乙；在此溫度下，若起始充入4molN₂和12molH₂，相當(dāng)于在原來(lái)基礎(chǔ)上增加壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以比原平衡的兩倍小，而且達(dá)平衡的時(shí)間縮短，由此分析解答．

解答 解：（1）已知：H-H鍵能為436kJ•mol^-1，H-N鍵能為391kJ•mol^-1，N≡N鍵的鍵能945.6kJ•mol^-1，對(duì)于反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=945.6kJ•mol^-1+436kJ•mol^-1×2-391kJ•mol^-1×6=-92.46kJ•mol^-1，
故答案為：-92.46kJ•mol^-1；
（2）①由表可知表可知25min反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，
              N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
初起（mol/L）：2       6         0 
變化（mol/L）：1       3         2
平衡（mol/L）：1       3         2
此時(shí)平衡常數(shù)為：K=$\frac{{2}^{2}}{{3}^{3}×1}$=$\frac{4}{27}$，根據(jù)Qc=$\frac{{3}^{2}}{{3}^{3}×3}$=$\frac{3}{27}$＜K，所以平衡正向移動(dòng)，即此時(shí)v_正大于v_逆，
故答案為：大于；
②由反應(yīng)方程式可知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）變化量之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c（N₂）～t的曲線是乙；在此溫度下，若起始充入4molN₂和12molH₂，相當(dāng)于在原來(lái)基礎(chǔ)上增加壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以比原平衡的兩倍小，而且達(dá)平衡的時(shí)間縮短，則應(yīng)是點(diǎn)B，
故答案為：乙；B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)和圖象的分析考查，難度中等，掌握反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．