Question

【題目】氨是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室及化工生產(chǎn)中的重要物質(zhì)，應(yīng)用廣泛。

（1）已知25℃時：N2（g）+O2（g） 2NO（g） △H1=+183 kJ·mol-1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（1） △H2=-571. 6 kJ·mol-1

4NH3（g）+5O2（g） =4NO（g）+6H2O（1） △H3=-1164.4 kJ·mol-1

則合成氨的反應(yīng)N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=___________kJ·mol-1。

（2）在恒溫恒容容積為a L的密閉容器中進(jìn)行合成氨的反應(yīng)，起始加入N2 1.0 molH23.0 mol。

①該溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為__________________；

②經(jīng)過2min達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時測得H2的轉(zhuǎn)化率為40%，則平均化學(xué)反應(yīng)速率v（NH3）__________；

③若其它條件不變增大壓強(qiáng)，則合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)____________（填“變大”、“變小或“不變”）；

④L（L1、L2）、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下圖表示L一定時，合成氨反應(yīng)中H2 （g）的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。

i .X代表的物理量是________________，

ii.判斷L1、L2的大小關(guān)系____________ （填“>”“ <”或“ = ”），并簡述理由：______________。

Answer 1

【答案】 -92.2 K= 2/5a mol·L-1·min-1 不變 溫度 < 該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，當(dāng)溫度一定時，壓強(qiáng)越大，平衡轉(zhuǎn)化率越大

【解析】試題分析：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)反應(yīng)速率的計算，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫以及外界條件對化學(xué)平衡常數(shù)的影響，化學(xué)平衡圖像的分析。

（1）將三個反應(yīng)依次編號：

N2（g）+O2（g） 2NO（g）△H1=+183 kJ·mol-1（①式）

2H2（g）+O2（g）=2H2O（1） △H2=-571. 6 kJ·mol-1（②式）

4NH3（g）+5O2（g） =4NO（g）+6H2O（1） △H3=-1164.4 kJ·mol-1（③式）

應(yīng)用蓋斯定律，將①式+②式3/2-③式1/2，則合成氨的反應(yīng)N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=183kJ/mol+(-571.6kJ/mol) -(-1164.4kJ/mol) =-92.2kJ·mol-1。

（2）①根據(jù)方程式N2（g）+3H2（g）2NH3（g）可直接寫出平衡常數(shù)表達(dá)式K=。

②用三段式， N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

n（起始）（mol） 1 3 0

n（轉(zhuǎn)化）（mol） 0.4 30.4=1.2 0.8

n（平衡）（mol） 0.6 1.8 0.8

υ（NH3）==2/5a mol·L-1·min-1。

③化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，若其它條件不變增大壓強(qiáng)，則合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變。

④i.若X代表溫度，升高溫度平衡逆反應(yīng)方向移動，H2的轉(zhuǎn)化率減小，與圖像吻合；若X代表壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡正反應(yīng)方向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，與圖像不吻合；則X代表的物理量是溫度，L代表壓強(qiáng)。

ii.該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，其他條件不變增大壓強(qiáng)平衡正反應(yīng)方向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，在橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn)（溫度相同），作橫坐標(biāo)的垂直線與兩曲線相交，L2時H2的轉(zhuǎn)化率大于L1時，則L1L2。