Question

【題目】 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）根據下圖提供的信息，寫出該反應的熱化學方程式

_____________________________________________，

下圖的曲線中____________（填“a” 或“b”）表示 加入鐵觸媒（催化劑）的能量變化曲線。

（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．3υ(H2)正＝2υ(NH3)逆

B．單位時間內生成n mol N2的同時生成2n molNH3

C．容器內氣體的密度不隨時間的變化而變化

D．容器內壓強不隨時間的變化而變化

（3）為了尋找合成NH3的適宜條件，某同學設計了三組實驗（如下表），請在下表空格處填入相應的實驗條件及數據。

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

（4）合成氨的原料氣氫氣制備時其中一步反應： H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，在850 ℃時，其平衡常數K＝1。若850 ℃時向體積為1 L的恒容密閉容器中，同時充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2,5.0 mol H2，此時反應向____________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行，平衡時CO2的物質的量為______________。

Answer 1

【答案】 N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1 b B D 450 1/3 逆反應 0.8 mol

【解析】(1)由圖1可知，1molN2(g)與3molH2(g)完全反應生成2molNH3(g)的反應熱為508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，所以合成氨的熱化學反應方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H═-92kJ/mol，催化劑能降低反應的活化能，b活化能較低；
(2)A．3υ(H2)正=2υ(NH3)逆說明：v (NH3)逆：v (H2)正═3：2不等于對應化學計量數之比，即正反應速率不等于逆反應速率，故A錯誤； B．單位時間內生成nmolN2的同時生成2nmolNH3說明正反應速率等于逆反應速率，故B正確；C．體積不變，氣體的質量不變，密度也會不變，用密度不變無法區分非平衡狀態和平衡狀態，故C錯誤；D．反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是反應前后氣體的總物質的量不相等的反應，當體積固定時，根據阿伏伽德羅定律可知，溫度、體積相同時，氣體的物質的量之比等于壓強之比，容器內氣壓不隨時間變化，說明氣體的總物質的量不再發生變化，即說明可逆反應達到了化學平衡狀態，故D正確；故選BD；
(3)該實驗為了尋找合成NH3的適宜條件，ⅱ應只改變壓強，ⅲ應只改變溫度，所以應填入的數據為：450； ；

(4)Qc===＞1，故此時平衡向逆反應移動，設平衡時CO2的物質的量為nmol，則CO2的變化物質的量為(1-n)mol，此時==1，解得n=0.8mol，即平衡時CO2的物質的量為0.8mol。