Question

【題目】氨對地球上的生物相當重要，它是許多食物和肥料的重要成分。氨也是制造硝酸、化肥、炸藥 的重要原料。氨在國民經濟中占有重要地位。回答下列問題：

(1)合成氨工業中，合成塔中每產生2 mol NH3，放出92.2 kJ熱量。

①工業合成氨的熱化學方程式是_______________。

②若起始時向容器內放入1 mol N2和3 mol H2，達平衡后N2的轉化率為20%，則反應放出的熱量為Q1 kJ，則Q1的數值為____________；若在同體積的容器中充人2 mol N2和6 molH2，達平衡后放出的熱量為Q2 kJ，則Q2__________（填“>”、“<”或“=”）2Q1。

③已知：

1 mol N-H鍵斷裂吸收的能量約等于__________kJ。

(2)在0.5L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行合成氨反應：N2 (g)+3H2 (g)2NH3 (g)，其平衡常數K與溫度T的關系如下表：

①平衡常數表達式K=_________，K1___________（填“>”、“<”或“一”）K2。

②一定溫度下，下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是__________（填字母）。

a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1: 3:2

b．濃度商Q=平衡常數K

c．容器內壓強保持不變

d．混合氣體的密度保持不變

③在400℃時，當測得N2、H2和NH3的物質的量分別為2 mol、1 mol、2 mol時，則此時該反應_________（填“處于”或“不處于”）平衡狀態。

Answer 1

【答案】（1）①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ·mol-l

②18.44（2分）；>（1分）③391(3分)

（2）①（2分）；>②bc(2分)③處于

【解析】

試題分析：成氨工業中，合成塔中每產生2 mol NH3，放出92.2 kJ熱量。根據反應規律：氨的熱化學方程式是：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.2kJ·mol-l；

②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.2kJ·mol-l；

起始 1 mol 3 mol 0

變化 1×20% 3×20% 2×20%

根據反應規律：1molN2----92.2kJ；0.2molN2放熱18.44kJ；若在同體積的容器中充人2molN2和6molH2，比原來都加倍，相當于加壓平衡右移，放出熱量的數值Q2》2Q1。

③ 斷裂1摩爾氮氮三鍵吸收熱量945。8 kJ，斷裂3摩爾氫氫鍵吸收熱量kJ；該反應N2 (g)+ 3 H2 (g)2NH3 (g) △H = - 92.2 kJ·mol-l，945.8+3×436-2×3×Q=-- 92.2；解之得出Q=391 kJ

④平衡常數表達式為生成物濃度的冪之積與反應物濃度的冪之積的比值，K=；

⑤化學平衡狀態的依據為

a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1: 3:2，與平衡與否無關

b．濃度商Q=平衡常數K。達到平衡狀態；

c．反應前后體積變化不為零，反應后壓強變小，因此容器內壓強保持不變，達平衡狀態；

d．混合氣體的密度等于m/v, 反應前后都為氣體，m混不變，固定體積，v不變，反應是否平衡，

混合氣體的密度保持不變；