Question

【題目】氮及其化合物在工農業生產、生活中有重要作用。請按要求回答下列相關問題：

（1）汽車發動機工作時也會引發N2和O2反應產生大氣污染物NO，其能量變化示意圖為

則該反應的熱化學方程式為___。

（2）工業合成氨的反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，分別在T1、T2溫度下，改變起始氫氣物質的量，測得平衡時氨的體積分數如圖所示：

①比較在m、n、q三點所處的平衡狀態中，反應物N2的轉化率最高的是___點。

②T2條件下，在2L的密閉容器中，充入xmolN2和ymolH2時，3min達平衡，此時反應物的轉化率均為a，寫出下列僅含a、x的表達式（不必化簡）：v(N2)=___；該反應的平衡常數的值K=___。

③圖像中T2___T1（填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”）。

Answer 1

【答案】N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183.8kJ/mol q ax/6mol·L－1·min－1 16(ax)2/[(x-ax) (3x-3ax)3] 低于

【解析】

(1) △H=E(N2)+E(O2)-2E(NO)=945.8kJ/mol+498kJ/mol-2×630kJ/mol=183.8kJ/mol

則該反應的熱化學方程式為N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183.8kJ/mol

答案為N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+183.8kJ/mol

(2) ① 對于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，不斷增大H2的物質的量，平衡不斷正向移動，反應物N2的轉化率不斷增大，所以在m、n、q三點所處的平衡狀態中，反應物N2轉化率最高的點是q點。答案為q

②反應物的轉化率均為a，表明兩反應物的物質的量之比等于化學計量數之比，即y=3x

答案為ax/6mol·L－1·min－1

答案為16(ax)2/[(x-ax) (3x-3ax)3]

因為正反應為放熱反應，T2時氨的體積分數大，說明溫度由T1改變到T2時，平衡正向移動，所以圖像中T2<T1。答案為 <。