Question

工業合成氨的反應（N₂+3H₃═2NH₃）是一個放熱反應．
（1）相同條件下，1mol N₂和3mol H₂所具有的能量______（填“＞”、“＜”或“=”）2mol NH₃具有的能量；在相同條件下，若斷開1mol N₂、3mol H₂和2mol NH₃中的化學鍵時，吸收的能量分別為Q₁、Q₂、Q₃，則Q₁+Q₂______Q₃（填“＞”、“＜”或“=”）；在一定條件下，當該反應生成2molNH₃時，放出92kJ的熱量，該條件下，如果將1mol N₂和3mol H₂混合，使其充分反應，放出的熱量______92kJ（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）實驗室模擬工業合成氨時，向密閉容器內充入10mol N₂、30mol H₂，在一定條件下發生反應．
①若密閉容器的體積為2L，反應經過10min后，測得容器內的NH₃為10mol，則用N₂表示的該反應速率為______，此時容器內H₂的濃度為______．
②若保持容器的容積不變，反應一段時間后，測得容器內下列各項性質保持不變．其中不能說明合成氨反應已經達到化學平衡狀態的是______．
a．壓強  b．密度 c．分子數 d．氣體體積 e． 氣體質量 f．NH₃的物質的量的分數．

Answer 1

【答案】分析：（1）反應放熱，則反應物的總能量大于生成物的總能量，從鍵能的角度分析，反應熱能與反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，該反應為可逆反應，不能完全轉化，將1molN₂和3molH₂放在反應容器中，使它們充分反應，生成NH₃的小于2mol，放出的熱量小于92kJ，
（2）①根據v=結合反應速率之比等于化學質量數之比計算反應速率；
②反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，以此判斷是否達到平衡狀態．
解答：解：（1）反應放熱，則反應物的總能量大于生成物的總能量，所以相同條件下，1mol N₂和3mol H₂所具有的能量大于2mol NH₃具有的能量；化學反應中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，反應放熱，則斷裂反應物吸收的總能量小于形成生成物新化學鍵的總能量；該反應為可逆反應，不能完全轉化，將1molN₂和3molH₂放在反應容器中，使它們充分反應，生成NH₃的小于2mol，放出的熱量小于92kJ，
故答案為：＞，＜，＜；
（2）①v（NH₃）==0.5mol．L^-1．min^-1，由方程式可知：
v（N₂）=v（NH₃）=×0.5mol．L^-1．min^-1=0.25mol．L^-1．min^-1，
根據反應的方程式可知，此時容器內H₂的濃度為=7.5mol/L，
故答案為：0.25mol．L^-1．min^-1，7.5 mol．L^-1；
②反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，壓強不變，但容器的體積不變，且反應遵循質量守恒定律，則無論是否達到平衡狀態，氣體的體積、密度和質量都不變，不能作為判斷是否達到平衡狀態的依據．
故答案為：bde．
點評：本題考查化學平衡以及反應熱的計算，題目難度中等，注意反應熱與物質的總能量、鍵能的計算方法．