Question

【題目】工業上用氫氣合成氨氣的原理為:N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0

(1)用太陽能分解水制備H2是一項新技術,其過程如下

已知:2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋483.6kJ·mol－１ 2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g) ΔH＝＋313.8kJ·mol－１

①過程Ⅱ的熱化學方程式是____________________________________.

②整個過程中,Fe3O4 的作用是________________________.

(2)在2L密閉容器中通入3molH2和１molN2,測得不同溫度下,NH3的產率隨時間變化如圖所示.

①下列有關說法正確的是_______________________

A 由b點到c點混合氣體密度逐漸增大

B 達到平衡時,2v正(H2)＝3v逆(NH3)

C 平衡時,通入氬氣平衡正向移動

D 平衡常數,ka＜kb＝kc

②T1 溫度時,0－15min內v(H2)＝___________ mol·L－１·min－１.

③已知:瞬時速率表達式v正＝k正c3(H2)c(N2),v逆＝k逆c2(NH3)(k 為速率常數,只與溫度有關).溫度由T1 調到T2,活化分子百分率 ______________(填“增大”“減小”或“不變”),k正增大倍數______________k逆增大倍數(填“大于”“小于”或“等于”).T1℃時,k正/k逆＝__________ 。

Answer 1

【答案】3FeO(s)+H2O(g)====Fe3O4(s)+H2(g) H=+84.9kJ/mol 催化劑 BD 0.05 增大 小于 或2.37

【解析】

根據化學平衡圖象分析解答；根據熱化學反應方程式的書寫規則分析解答。

①過程Ⅱ是FeO與水、O2反應生成Fe3O4和H2，該反應的的熱化學方程式是3FeO(s)+H2O(g)====Fe3O4(s)+H2(g) H=+84.9kJ/mol，

故答案為：3FeO(s)+H2O(g)====Fe3O4(s)+H2(g) H=+84.9kJ/mol；

②整個過程中Fe3O4是作催化劑的作用，

故答案為：催化劑；

(2)①A.由圖象可知，b點→c點NH3的物質的量增多，混合氣體密度減小，故A錯誤；

B.達到平衡時，v正(H2)＝v逆(H2)，即可根據反應方程式推斷出，2v正(H2)＝3v逆(NH3)，故B正確；

C.氬氣對平衡沒有影響，故C錯誤；

D.平衡常數只受溫度影響，則ka＜kb＝kc，故D正確；

故答案為：BD；

②T1 溫度下，15min時，NH3的產率占50%，反應n(H2)=1.5mol，v(H2)＝=0.05mol·L-1·min-1，

故答案為：0.05mol·L-1·min-1；

③有圖象可知，T1時的反應速率比T2時反應速率小，所以溫度由T1 調到T2,活化分子百分率增大，k正增大倍數小于k逆增大倍數，T1℃時，NH3的產率是50%，根據方程式可知：

N2 + 3H22NH3

初始c(mol/L) 0.5 1.5 0

反應了 0.25 0.75 0.5

平衡時 0.25 0.75 0.5 K==，，計算可知，k正/k逆＝=2.37，

故答案為：增大；小于；或2.37。