Question

（12分）氨是氮循環過程中的重要物質，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）根據圖1提供的信息，寫出該反應的熱化學方程式                                  ，

在圖1中曲線       （填“a” 或“b”）表示加入鐵觸媒的能量變化曲線。

圖1                                             圖2

（2）在恒容容器中，下列描述中能說明上述反應已達平衡的是        

A．3v(H₂)_正=2v(NH₃)_逆             B．單位時間內生成nmol N₂的同時生成2nmolNH₃

C．混合氣體的密度不再改變      D．容器內壓強不隨時間的變化而變化

（3）一定溫度下，向2L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂，保持體積不變，0.5min后達到平衡，測得容器中有0.4mol NH₃，則平均反應速率v(N₂)=          ，該溫度下的平衡常數K=           。若升高溫度，K值變化    （填“增大”、“減小”或“不變”）。

（4）為了尋找合成NH₃的溫度和壓強的適宜條件，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。 

實驗編號	T(℃)	n (N2)/n(H2)	P(MPa)
ⅰ	450	1/3	1
ⅱ	_	_	10
ⅲ	480	_	10

A．請在上表空格中填入剩余的實驗條件數據。

B．根據反應N₂+ 3H₂ 2NH₃的特點，在給出的坐標圖2中，畫出其在1MPa和10MPa條件下H₂的轉化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖，并標明各條曲線的壓強。

 

Answer 1

【答案】

（1）N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g) △H ＝ -92kJ/mol （2分）  b （1分）

（2） B D  （2分）

（3）0.2mol.L^-1.min^-1（１分）   0.058（１分）  減小（1分）

（4）(表格全填對2分，畫圖2分)

實驗編號	T(℃)	n (N2)/n(H2)	P(MPa)
ⅰ
ⅱ	_450	_ 1/3

【解析】

試題分析：（1）由圖可知，反應物的能量高于生成物的能量（92KJ），故為放熱反應

N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g) △H ＝ -92kJ/mol

（2）說明反應達到平衡有兩個標志：V_正=V_逆，或者反應體系內各物質濃度不再發生改變，故答案為BD

（3）N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)

C₀    0.5       1.5            0

△C   0.1        0.3            0.2

C_t    0.4        1.2            0.2

V（N₂）=△C（N₂）÷t=0.2mol.L^-1.min^-1   平衡常數K==0.058

（4）A控制變量法，每兩組實驗應該只有一個變量，且n (N₂)/n(H₂)應恒定不變

B反應為放熱反應，所以溫度越高H₂的轉化率越低；反應是氣體分子數減小的反應，壓強越大，H₂的轉化率越高

考點：化學反應與能量變化、化學反應速率的計算、化學平衡的影響因素

點評：本題考查的知識點較多，圖像與理論的結合是重點。從圖中找出有用信息對解題很重要，考查學生的綜合能力。難度較大。