Question

【題目】工業合成氨反應的化學方程式為：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △＝－92.3kJ/mol。一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中加入1mol N2和3mol H2，經2min后達到平衡，平衡時測得NH3的濃度為0.5 mol/L。

（1）2min 內H2的反應速率v(H2)＝ ；

（2）充分反應并達到平衡時，放出的熱量 92.3kJ（填“大于”、“小于”或“等于”）。

原因是 。

（3）下列說法可證明反應達到平衡狀態的 。

A．單位時間內，斷開1mol N≡N，同時斷開3mol H—H

B．單位時間內，形成1mol N≡N，同時形成3mol N—H

C．單位時間內，斷開1mol N≡N，同時斷開6mol N—H

D．單位時間內，形成1mol N≡N，同時斷開3mol H—H

（4）氨的一個重要用途是用于制備火箭發射原料N2H4（肼），已知：火箭發射的原理是N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、水蒸氣。根據如下反應：

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1＝＋67.7kJ/mol

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2＝－534．0kJ/mol

寫出在相同狀態下，發射火箭反應的熱化學方程式 。

Answer 1

【答案】（1）0.375 mol/(L·min)；

（2）小于； 可逆反應最終動態平衡，始終達不到最大放出熱量

（3）C、D ；

（4）2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135 .6 kJ·mol-1。

【解析】

試題分析：（1）2min 內H2的反應速率v(NH3)＝0.5 mol/L÷2min=0.25 mol/(L·min)，由于v(H2)=3/2 v(NH3)＝0.375 mol/(L·min)；（2）由于該反應是可逆反應，反應物不能完全轉化為生成物，所以向體積為2L的密閉容器中加入1mol N2和3mol H2，經2min后達到平衡時，放出的熱量小于92.3kJ；（3）A．單位時間內，斷開1mol N≡N，同時斷開3mol H—H，表明反應正向進行，不能判斷為平衡狀態，錯誤；B．單位時間內，形成1mol N≡N，同時形成3mol N—H，表明反應逆向進行，未達到平衡狀態，錯誤；C．單位時間內，斷開1mol N≡N，同時斷開6mol N—H，反應達到平衡狀態，正確；D．單位時間內，形成1mol N≡N，同時斷開3mol H—H，各種物質的濃度不變，反應達到平衡狀態，正確；（4）根據蓋斯定律，將第二個式子擴大2倍再減去第一個式子，整理可得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135 .6 kJ·mol-1。