Question

【題目】工業合成氨的原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，請回答下列問題：

（1）已知拆開1mol H﹣H鍵、1mol N≡N、1mol N﹣H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。則由N2和H2反應生成1mol NH3需要放出_________的熱量。

（2）若N2、H2、NH3的起始濃度依次為0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，當反應達平衡時，濃度分別是a、b、c（mol/L），則各物質的濃度有可能的是___________。

A．c=0.5mol/L B．b=0.5mol/L

C．c=0.4mol/L D．a=0.3mol/L

（3）若在2L密閉容器中，充入1 mol N2和3mol H2，2min時達到平衡。測得平衡時N2的濃度為0.3 mol/L。

①2min內v（NH3）=___________。

②平衡時容器的壓強與起始時壓強之比___________。

Answer 1

【答案】 46kJ B 0.2mol/（L·min） 4：5

【解析】分析：（1）根據ΔH＝反應物的化學鍵斷裂吸收的能量－生成物的化學鍵形成釋放的能量解答；

（2）根據合成氨是可逆反應，反應物不能完全轉化為生成物判斷；

（3）根據三段式計算。

詳解：（1）已知拆開1mol H﹣H鍵、1mol N≡N、1mol N﹣H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，則反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝（946+3×436－2×3×391）kJ/mol＝－92kJ/mol，所以由N2和H2反應生成1molNH3需要放出92kJ/mol×1/2×1mol＝46kJ的熱量。

（2）若N2、H2、NH3的起始濃度依次為0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，當反應達平衡時，濃度分別是a、b、c（mol/L），如果反應向正反應方向進行，假設反應物能完全轉化，則

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始濃度（mol/L） 0.2 0.3 0.2

轉化濃度（mol/L） 0.1 0.3 0.2

平衡濃度（mol/L） 0.1 0 0.4

如果反應向逆反應方向進行，假設反應物能完全轉化，則

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始濃度（mol/L） 0.2 0.3 0.2

轉化濃度（mol/L） 0.1 0.3 0.2

平衡濃度（mol/L） 0.3 0.6 0

由于是可逆反應，則0.1＜a＜0.3、0＜b＜0.6、0＜c＜0.4，所以選項ACD均是不可能的，答案選B；

（3） N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始濃度（mol/L） 0.5 1.5 0

轉化濃度（mol/L） 0.2 0.6 0.4

平衡濃度（mol/L） 0.3 0.9 0.4

①2min內v（NH3）=0.4mol/L÷2min＝0.2mol/（L·min）；

②相同條件下壓強之比是物質的量之比，也是氣體的濃度之比，則平衡時容器的壓強與起始時壓強之比為。