Question

12．目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法是用氮氣和氫氣在一定條件下化合．
已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
（1）寫出工業(yè)合成氨的熱化學方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol．
（2）實驗室模擬合成氨，在2L密閉容器中投入1molN₂ 和3mol H₂，容器中氨氣的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示．則0～10min，NH₃的平均速率為0.04mol/（L•min）；達平衡時，N₂的轉(zhuǎn)化率為40%．
（3）若在（2）達平衡后，保持容器體積及溫度不變，移走0.5molNH₃，再達平衡時，N₂的體積分數(shù)將增大，平衡常數(shù)不變（填“增大”“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律計算焓變書寫熱化學方程式，a、N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
b、4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ/mol
c、2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
則反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可以是：a+$\frac{3}{2}$×b-$\frac{1}{2}$×c得到；
（2）根據(jù)三行式計算反應速率和轉(zhuǎn)化率，v=$\frac{△c}{△t}$，轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
（3）根據(jù)影響化學平衡移動的因素以及影響K的因素來回答即可，平衡常數(shù)只受溫度的影響；

解答 解：（1）已知：a、N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
b、4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ/mol
c、2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
則反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可以是：a+$\frac{3}{2}$×b-$\frac{1}{2}$×c得到，所以△H=180.5kJ/mol+$\frac{3}{2}$×（-905kJ/mol）-$\frac{1}{2}$×（-483.6kJ/mol）=-92.4kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol；
②在2L密閉容器中投入1molN₂和3molH₂，平衡時，容器中氨氣的體積分數(shù)是25%，設氮氣的變化量是x，則
               N₂+3H₂?2NH₃，
起始量（mol） 0.5   1.5    0
變化量（mol） x     3x    2x
平衡量（mol）0.5-x 1.5-3x 2x
容器中氨氣的體積分數(shù)是25%，得到$\frac{2x}{0.5-x+1.5-3x+2x}$×100%=25%，解得x=0.2mol/L，
N₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.2}{0.5}$×100%=40%；則0～10min，NH₃的平均速率為$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol/（L•min）．
故答案為：0.04mol/（L•min）；40%；
③若在②達平衡后，保持容器體積及溫度不變，移走0.5molNH₃，壓強減小，平衡逆向移動，再達平衡時，N₂的體積分數(shù)將增大，平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，K不變，
故答案為：增大；不變．

點評 本題涉及熱化學中蓋斯定律的應用以及化學反應速率、平衡的計算等知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．