Question

【題目】氨是化肥工業(yè)和基礎有機化工的主要原料。

（1）合成氨反應過程中有關物質的化學鍵鍵能數據如下表所示：

請寫出該合成氨反應的熱化學方程式___。

（2）一定溫度下，合成氨反應在a、b兩種條件下分別達到平衡，H2的濃度隨時間的變化如圖所示。

①a條件下，0～5min內的平均反應速率v(N2)=___mol·L-1·min-1。

②相對a而言，b可能改變的條件是___。

（3）某化學興趣小組向一恒溫密閉容器中充入4molN2和12molH2模擬合成氨反應，平衡混合物中氨氣的體積分數與總壓強(p)的關系如圖所示。

若體系在60MPa下達到平衡。H2的平衡分壓為___MPa。(分壓=總壓×物質的量分數)；列式計算此時的平衡常數Kp=___。(用平衡分壓代替平衡濃度計算，結果保留2位有效數字)

（4）下列圖示中能表示合成氨反應在恒溫、恒容密閉容器中在t1時刻已經達到平衡狀態(tài)的是___。

Answer 1

【答案】N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93kJ·mol-1 0.1mol·L-1·min-1 增大N2濃度 18 0.037 b

【解析】

(1)舊鍵斷裂吸熱：945 kJ +3×436 kJ=2253kJ；新建合成放熱：6×391 kJ=2346kJ；放熱多，化學反應表現為放熱，放出熱量93kJ，熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93kJ·mol-1。

（2）a條件下，0～5min內的平均反應速率v(H2)=，根據系數比可知v(N2)=0.1mol·L-1·min-1。

a、b氫氣起始濃度相同，b到達平衡的時間縮短，說明反應速率增大，平衡時氫氣的濃度減小，說明平衡正向移動，所以改變的條件是增大c（N2）。

（3）①若體系在60MPa下達到平衡，相同溫度下，氣體的體積分數等于其物質的量的份數，則

平衡時氨氣體積分數=

解得x=3

H2的平衡分壓=

根據以上平衡數據計算Kp

（4）a.混合氣體始終遵守質量守恒，所以質量不變不是平衡的標志；

b.N2體積分數不變說明已經平衡；

c.混合氣體始終遵守質量守恒，體積不變所以密度不變不是平衡的標志；

d.化學平衡常數只與溫度有關，不是平衡的標志。

答案選b。