Question

合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義．對于密閉容器中的反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），500K、30MPa下n（NH₃）、n（H₂）和n（N₂）隨時間變化的關(guān)系如圖所示．
請回答下列問題：
（1）如圖中屬于氫氣物質(zhì)的量隨時間變化的曲線是

 

（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）．
（2）關(guān)于t₂時刻的說法正確的是

 

．
A．t₂時該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
B．t₂時Ⅱ和Ⅲ代表的物質(zhì)反應(yīng)速率相同
C．t₂時氫氣、氮氣與氨氣的反應(yīng)速率之比為3：1：2
D．t₂時氨氣與氫氣的物質(zhì)的量相同
（3）對于Ⅱ所代表的物質(zhì)，其逆反應(yīng)速率最大的點是

 

（填“c”、“d”或“g”）；對于Ⅰ所代表的物
質(zhì)，其正反應(yīng)速率最小的點是

 

（填“a”、“e”或“f”）．
（4）其他條件不變，只改變溫度，在改變的這個溫度下反應(yīng)至t₃時刻，此時n（H₂）比圖象中的值大，那
么該溫度可能是

 

．
A．673K           B．273K       C．373K
（5）在密閉容器中充入2mol N₂和6mol H₂，一定條件下建立平衡：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
△H=-92.2kJ/mol，測得N₂的轉(zhuǎn)化率為90%，則在此條件下，反應(yīng)放出的熱量為

 

kJ．若與上述反應(yīng)的溫度和體積相同時，向密閉容器中充入4mol NH₃，則達平衡后，反應(yīng)

 

（填“放出”或“吸收”）的熱量為

 

kJ．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡建立的過程

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）以及化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)和圖象中物質(zhì)的量的變化分析；
（2）t₂時刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，速率正比的與化學(xué)計量數(shù)之比相等，據(jù)此判斷；
（3）合成氨開始后，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，到平衡后，正逆反應(yīng)速率相等，正反應(yīng)速率最小，逆反應(yīng)速率增大；
（4）合成氨是反應(yīng)放熱，溫度改變后，n（H₂）比圖象中的值大，說明平衡逆向移動，溫度升高平衡逆向移動；
（5）1mol氮氣反應(yīng)放熱92.2KJ，據(jù)參加反應(yīng)的氮氣的物質(zhì)的量判斷放熱多少；生成2mol氨氣放熱92.2KJ，分解2mol氨氣吸熱92.2KJ，據(jù)等效平衡原理判斷分解氨氣的物質(zhì)的量計算吸熱多少．

解答： 解：（1）氫氣是反應(yīng)物，其物質(zhì)的量減少，且其減少量與氮氣之比為3：1，可以判斷Ⅲ為氫氣，故答案為：Ⅲ；
（2）t₂時刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，
A、反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、t₂時刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)速率不同，故B錯誤；
C、各物質(zhì)反應(yīng)速率之比始終大于化學(xué)計量數(shù)之比，故C正確；
D、t₂時刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，故D正確；
故答案為：CD；
（3）合成氨開始后，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，到平衡后，正逆反應(yīng)速率相等，正反應(yīng)速率最小，逆反應(yīng)速率增大，故答案為：g；f；
（4）合成氨是反應(yīng)放熱，溫度改變后，n（H₂）比圖象中的值大，說明平衡逆向移動，溫度升高平衡逆向移動，溫度高于500K，故答案為：A；
（5）參加反應(yīng)的氮氣的物質(zhì)的量為90%×2mol=1.8mol，放熱1.8mol×92.2KJ/mol=165.96KJ；在相同容器中充入2mol N₂和6mol H₂與充入4mol NH₃達到平衡狀態(tài)后，各物質(zhì)濃度相同，充入2mol N₂和6mol H₂時，平衡后氮氣有0.2mol，氫氣有0.6mol、氨氣有3.6mol，則加入4mol氨氣，只反應(yīng)0.4mol，生成2mol氨氣放熱92.2KJ，分解2mol氨氣吸熱92.2KJ，負極0.4mol氨氣吸熱0.4mol×

92.2KJ

2

=18.44KJ，故答案為：165.96；吸收；18.44．

點評：本題考查了據(jù)圖象判斷反應(yīng)物和生成物、平衡狀態(tài)判斷、反應(yīng)速率與平衡的關(guān)系、反應(yīng)熱的計算，題目難度較大．