Question

【题目】氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛。

（1）已知25℃时：N2（g）+O2（g） 2NO（g） △H1=+183 kJ·mol-1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（1） △H2=-571. 6 kJ·mol-1

4NH3（g）+5O2（g） =4NO（g）+6H2O（1） △H3=-1164.4 kJ·mol-1

则合成氨的反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=___________kJ·mol-1。

（2）在恒温恒容容积为a L的密闭容器中进行合成氨的反应，起始加入N2 1.0 molH23.0 mol。

①该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为__________________；

②经过2min达到化学平衡状态时测得H2的转化率为40%，则平均化学反应速率v（NH3）__________；

③若其它条件不变增大压强，则合成氨反应的化学平衡常数____________（填“变大”、“变小或“不变”）；

④L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，合成氨反应中H2 （g）的平衡转化率随X的变化关系。

i .X代表的物理量是________________，

ii.判断L1、L2的大小关系____________ （填“>”“ <”或“ = ”），并简述理由：______________。

Answer 1

【答案】 -92.2 K= 2/5a mol·L-1·min-1 不变 温度 < 该反应为气体分子数减小的反应，当温度一定时，压强越大，平衡转化率越大

【解析】试题分析：本题考查盖斯定律的应用，化学反应速率的计算，化学平衡常数表达式的书写以及外界条件对化学平衡常数的影响，化学平衡图像的分析。

（1）将三个反应依次编号：

N2（g）+O2（g） 2NO（g）△H1=+183 kJ·mol-1（①式）

2H2（g）+O2（g）=2H2O（1） △H2=-571. 6 kJ·mol-1（②式）

4NH3（g）+5O2（g） =4NO（g）+6H2O（1） △H3=-1164.4 kJ·mol-1（③式）

应用盖斯定律，将①式+②式3/2-③式1/2，则合成氨的反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=183kJ/mol+(-571.6kJ/mol) -(-1164.4kJ/mol) =-92.2kJ·mol-1。

（2）①根据方程式N2（g）+3H2（g）2NH3（g）可直接写出平衡常数表达式K=。

②用三段式， N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

n（起始）（mol） 1 3 0

n（转化）（mol） 0.4 30.4=1.2 0.8

n（平衡）（mol） 0.6 1.8 0.8

υ（NH3）==2/5a mol·L-1·min-1。

③化学平衡常数只与温度有关，若其它条件不变增大压强，则合成氨反应的化学平衡常数不变。

④i.若X代表温度，升高温度平衡逆反应方向移动，H2的转化率减小，与图像吻合；若X代表压强，增大压强平衡正反应方向移动，H2的转化率增大，与图像不吻合；则X代表的物理量是温度，L代表压强。

ii.该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件不变增大压强平衡正反应方向移动，H2的转化率增大，在横坐标上任取一点（温度相同），作横坐标的垂直线与两曲线相交，L2时H2的转化率大于L1时，则L1L2。