Question

【題目】合成氨是人類研究的重要課題，目前工業(yè)合成氨的原理為：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93.0kJ/mol

（1）某溫度下，在2 L密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測得數(shù)據(jù)如下:

時間/h 物質(zhì)的量/mol	0	1	2	3	4
N2	2.0	1.83	1.7	1.6	1.6
H2	6.0	5.49	5.1	4.8	4.8
NH3	0	0.34	0.6	0.8	0.8

①0~2 h內(nèi)，v(N2)=____________。

②平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為______；

該溫度下，反應(yīng)2NH3(g)N2(g) + 3H2(g) 的平衡常數(shù)K=_______ (mol/L)2。

③若保持溫度和體積不變，起始投入的N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol，達(dá)到平衡后，NH3的濃度與上表中相同的為_______(填選項(xiàng)字母)。

A．a(chǎn)=l、b=3、c=0 B．a(chǎn)=4、b=12、c=0

C．a(chǎn)=0、b=0、c=4 D．a(chǎn)=l、b=3、c=2

（2）另據(jù)報道，常溫、常壓下，N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng)，生成NH3和O2。已知：H2的燃燒熱ΔH=-286.0kJ/mol，則用N2與水反應(yīng)制NH3的熱化學(xué)方程式為________________________________。

Answer 1

【答案】0.075mol/(L·h) 20% 69.12 CD 2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530kJ/mol

【解析】

（1）①v(N2)= =0．075mol/(L·h)；

②平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%，化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時各生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比。所以K== =69.12；

③若保持溫度和體積不變，起始投入的N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol，達(dá)到平衡后，NH3比的濃度與上表中相同，則應(yīng)該一邊倒轉(zhuǎn)化，得到的N2物質(zhì)的量為2mol，H2的物質(zhì)的量為6mol，NH3的物質(zhì)的量為0mol。可知C、D符合要求，故選CD；

（2）①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-93.0KJ/mol; ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-572KJ/mol．①×2-②×3，整理可得：2 N2(g) + 6 H2O (l) = 4 NH3(g) + 3 O2 (g) ΔH = +1530 kJ/mol。