Question

【題目】工業合成氨：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H＜0，氨又可以進一步制各硝酸，在工業上一般可進行連續生產。請回答下列問題：

若有68g氨氣經催化氧化完全生成NO（g）和H2O（g）所放出的熱量為___________KJ。

（2）合成氨反應達到平衡后，某時刻改變下列選項中的__________條件，在達到新平衡的過程中逆反應速率始終增大。

a．升溫 b.縮小容積 c．增大c（N2） d．使用催化劑

（3）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量對合成氨反應的影響。實驗結果如下圖所示：（圖中T表示溫度，橫軸表示起始時H2的物質的量，縱軸表示平衡時NH3的體積分數）

圖像中T1和T2的關系是：T1____________T2 （填“>”“<”或“=”）。

比較在a、b、c三點所處的平衡狀態中，反應物N2的轉化率最大的是_______________（填字母）。

③若容器容積為1L，b點對應的起始時n（H2）=0.30mol，測得平衡時H2的轉化率為60％，則平衡時c（N2）為_________________mo1·L-1。（已知反應物的物質的量按n（H2）：n（N2）=3：1投料時，平衡時NH3的體積分數最大）

（4）一定溫度下，將2mol N2和4mol H2置于1L的恒容密閉容器中反應，測得不同溫度（T）、不同時間段內工業合成氨反應中N2的轉化率，得到數據如下表所示：

上表中x、y的大小關系為x_____________y。（填“>”“=”“<”“≥”或“≤”）

Answer 1

【答案】（1）3c –2a–2b；（2）bc；（3）①＞ ； ②c ；③0.04；4）=。

【解析】

試題分析：（1）①N2（g）＋O2（g）=2NO（g）。②N2（g）＋3H2（g）=2NH3（g），③2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g），2×①－2×②＋3×③得出4NH3（g）＋5O2（g）=4NO（g）＋6H2O（g） △H=（2a＋2b－3c）kJ·mol－1，因此消耗68gNH3放出熱量為（3c－2a－2b）kJ；（2）a、升高溫度正逆反應速率都增大，根據勒夏特列原理，平衡向逆反應方向移動，逆反應速率降低，故錯誤；b、縮小容器的體積，增大壓強，正逆反應速率都增大，根據勒夏特列原理，平衡向正反應方向移動，逆反應速率增大，故正確；c、增大氮氣的濃度，平衡向正反應方向移動，逆反應速率增大，故正確；d、使用催化劑，正逆反應速率都增大，但平衡不移動，故錯誤；（3）①b點NH3的體積分數達到最大，說明達到平衡，合成氨正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，即T1>T2；②隨著氫氣量增大，反應物的濃度增大，平衡向正反應方向移動，即c點N2的轉化率最大；③消耗氫氣的物質的量為0.3×60%mol=0.18mol，同時消耗N2的物質的量為0.18/3mol=0.06mol，開始時通入N2的物質的量為0.1mol，因此達到平衡時N2的物質的量為（0.1－0.06）mol=0.04mol，此時c（N2）=0.04/1mol·L－1=0.04mol·L－1；（4）T3時在3小時達到平衡，T4的轉化率比T3時大，說明T3的溫度低于T4，T4化學反應速率大于T3，首先達到平衡，因此x=y。