Question

【題目】Ⅰ．氮的固定一直是科學家研究的重要課題，合成氨則是人工固氮比較成熟的技術，其原理為N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)

(1)已知每破壞1mol有關化學鍵需要的能量如下表：

H-H	N-H	N-N	N≡N
435.9kJ	390.8kJ	192.8kJ	945.8kJ

(1)則反應物的總能量_________(填“>”或 “<”)生成物的總能量

(2)在一定溫度下、向2L密閉容器中加入2 molN2、6 mol H2，在適當的催化劑作用下，發生反應 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)，10min后達到平衡，此時剩余4.5mol H2。

①下列敘述能說明此反應達到平衡狀態的是____。

a．容器內總壓強不變 b．v(H2)正＝v(H2)逆　 c．N2和H2的濃度相等

d． 2 mol NH3生成的同時有3 moH—H鍵斷裂 e．NH3的濃度不再改變

②0～10 min內的平均反應速率v(H2) 是____mol/(Lmin)；10秒末NH3的濃度是___mol/L；N2 的的物質的量___mol

Ⅱ．某溫度時，在一個2L的密閉容器中X、Y、Z三種氣體物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示，據此回答：

(1)該反應的化學方程式為___________

(2)從開始至2min，Z的平均反應速率為____________；

(3)改變下列條件，可以加快化學反應速率的有_________

A．升高溫度 B．減小物質X的物質的量 C．減小壓強 D．增加物質Z的物質的量. E．加入某種催化劑 F.縮小容積 G．使用效率更高的催化劑

Answer 1

【答案】＞ abe 0.075 0.5 1.5 3X+Y2Z 0.05 mol/(L·min) ADEFG

【解析】

Ⅰ．（1）依據△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和求算；

（2）①從平衡狀態的特征去分析，平衡標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變、濃度等不變；

②向2L密閉容器中加入2molN2、6mol H2，在適當的催化劑作用下，發生反應 N2 （g）+3H2 （g）2NH3（g），10min后達到平衡，此時剩余4.5mol H2，則

N2 （g）+3H2 （g）2NH3（g）

起始：（mol·L－1）1 3 0

轉化：（mol·L－1）0.25 0.75 0.5

平衡：（mol·L－1）0.75 2.25 0.5

以此計算該題．

Ⅱ．（1）根據物質的量的變化判斷反應物和生成物，根據物質的量的變化之比等于化學計量數之比書寫方程式；

（2）根據v=△c/△t計算反應速率；

（3）影響化學反應速率的因素有濃度、溫度、壓強、催化劑以及固體表面積、溶劑等因素。

Ⅰ．（1）N2 （g）+3H2 （g）2NH3（g）△H=反應物鍵能和-生成物鍵能和=945.8kJ·mol－1+3×435.9kJ·mol－1-6×390.8kJ·mol－1=-91.3kJ·mol－1，反應是放熱反應，反應物的總能量>生成物的總能量；

（2）①a．反應前后體積不等，則容器內總壓強不變，可說明達到平衡狀態，故a正確；

b．v(H2)正＝v(H2)逆　可說明達到平衡狀態，故b正確；

c．N2和H2的濃度相等 ，不能說明達到平衡狀態，故c錯誤；

d． 2 mol NH3生成的同時有3 moH—H鍵斷裂，都為正反應，不能說明是否達到平衡狀態，故d錯誤；

e．NH3的濃度不再改變,可說明達到平衡狀態,故e正確；

故選abe；

②向2L密閉容器中加入2molN2、6mol H2，在適當的催化劑作用下，發生反應 N2 （g）+3H2 （g）2NH3（g），10min后達到平衡，此時剩余4.5mol H2，則

N2 （g）+3H2 （g）2NH3（g）

起始：（mol·L－1）1 3 0

轉化：（mol·L－1）0.25 0.75 0.5

平衡：（mol·L－1）0.75 2.25 0.5

0~10min內的平均反應速率v（H2） 是0.75mol/L÷10min=0.075mol·L－1·min-1；

平衡時，NH3的濃度是0.5mol·L－1；

平衡時，N2 的的物質的量0.75mol·L－1×2L=1.5 mol.

Ⅱ．（1）由圖象可以看出，反應中X、Y的物質的量減小，Z的物質的量增多，則X、Y為反應物，Z為生成物，且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，反應的化學方程式為：3X+Y2Z；

（2）反應開始至2min時Z的平均反應速率為：c（Z）=0.2mol/（2L·2min）=0.05mol/（L·min）；

（3）A、升高溫度，速率加快，故正確；

B、減小物質X的物質的量，速率減慢，故錯誤；

C、減小壓強，速率減慢，故錯誤；

D、增加物質Z的物質的量，速率加快，故正確；

E、加入某種催化劑，速率加快，故正確；

F、縮小容積，濃度增大，速率加快，故正確；

G．使用效率更高的催化劑，速率加快，故正確；

故選ADEFG．