Question

19．氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），如圖是N₂和H₂反應(yīng)生成2molNH₃過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)計(jì)算每生成1molNH₃放出熱量Q為46.1KJ；在該條件下向一密閉容器中充入0.5molN₂和1.5mol H₂，充分反應(yīng)后，放出的熱量＜（填“＜”、“＞”或“=”）QkJ，理由是因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化．
（2）在體積為2L的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，得到如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		2分鐘/mol
		H2	N2	NH3
1	298	6	2	1.2
2	398	3	1	0.8

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①實(shí)驗(yàn)1中以υ（H₂） 表示的反應(yīng)速率為0.45mol/（L•min）；
②下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)的是C（填序號(hào)字母）；
A．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度之比為1：3：2
B．υ（N₂）（正）=3υ（H₂）（逆）
C．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變     D．混合氣體的密度保持不變
③為提高H₂平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有AC
A．通入過(guò)量的N₂     B．升高溫度   C．增大壓強(qiáng)     D．通入過(guò)量的H₂．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，反應(yīng)熱=吸收的總能量-放出的總能量，據(jù)此計(jì)算出生成1mol氨氣的反應(yīng)熱；根據(jù)合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)進(jìn)行判斷；
（2）①先依據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$求出求出v（NH₃），然后根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求出v（H₂）；
③根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷；
③提高H₂轉(zhuǎn)化率可以采取的措施，平衡正向進(jìn)行，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷．

解答 解：（1）反應(yīng)熱=化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量-化學(xué)鍵形成放出的總能量，所以生成2molNH₃的反應(yīng)熱=946kJ+3×436 kJ-2×3×391kJ=-92kJ，所以生成1mol氨氣放出46kJ的熱量；由于N₂和H₂生成NH₃的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，0.5mol N₂和1.5mol H₂不能完全反應(yīng)生成1molNH₃，所以反應(yīng)放出的熱量小于46kJ，
故答案為：46.1KJ；＜；因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；
（2）①2min內(nèi)，以NH₃表示的反應(yīng)速率為v（NH₃）=$\frac{\frac{1.2}{2}}{2}$=0.3mol/（L•min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v（H₂）=1.5v（NH₃）=1.5×0.3mol/（L•min）=0.45mol/（L•min），
故答案為：0.45mol/（L•min）；
②A、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計(jì)量數(shù)之比，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，故A錯(cuò)誤；
B、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤．
C、容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D、如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故D錯(cuò)誤．
故答案為：C；
③反應(yīng)為N₂+3H₂?2NH₃ △H＜0，提高H₂轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則
A．通入過(guò)量的N₂，平衡正向移動(dòng)，H₂轉(zhuǎn)化率提高，故正確；
B．升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，H₂轉(zhuǎn)化率降低，故錯(cuò)誤；
C．增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減少的方向移動(dòng)，即正向移動(dòng)，H₂轉(zhuǎn)化率提高，故正確；
D．通入過(guò)量的H₂，平衡雖然向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但是H₂轉(zhuǎn)化率降低，故錯(cuò)誤；
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，化學(xué)平衡的影響因素和平衡移動(dòng)方向的判斷，題目難度中等．