Question

【题目】工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：

(1)若1 mol氮气完全反应生成氨气可放出的能量为________ kJ。

(2)如果将1 mol氮气和3 mol氢气混合，使充分反应，反应放出的能量总小于上述数值，为什么___________？

(3)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10 mol 氨气，则用氮气表示的化学反应速率是________ mol·L－1·min－1。

(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是________。

a．正反应速率和逆反应速率相等

b．正反应速率最大，逆反应速率为0

c．氮气的转化率达到最大值

d．氮气和氢气的浓度相等

e．N2、H2和NH3的体积分数相等

f．反应达到最大程度

(5)根据题目所给条件，判断影响该反应速率的因素有________、________、__________。

Answer 1

【答案】92 该反应是可逆反应，1 mol氮气和3 mol 氢气不能完全反应，放出的能量总是小于92 kJ 0.25 acf 温度 压强 催化剂

【解析】

（1）根据断键吸热、形成化学键放热分析解答；

（2）根据反应是可逆反应分析解答；

（3）根据v＝△c/△t结合反应速率之比是化学计量数之比计算；

（4）根据平衡状态的含义、特征分析解答；

（5）根据影响反应速率的外界条件分析解答。

（1）由化学方程式3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)可知，1mol氮气完全反应需要消耗3 mol氢气，可生成2 mol 氨气。拆开3 mol H—H键和1 mol N≡N键需要吸收的能量为436 kJ×3＋946 kJ＝2254 kJ，但是生成2 mol氨气即生成6 mol N—H键可放出能量391 kJ×6＝2346 kJ，因此放出的能量为2346 kJ－2254 kJ＝92 kJ。

（2）由于该反应是可逆反应，1 mol氮气和3 mol氢气不能完全反应，因此放出的能量总是小于92 kJ 。

（3）Δc(NH3)＝10 mol÷2 L＝5 mol·L－1，v(NH3)＝5 mol·L－1÷10 min＝0.5 mol·L－1·min－1，反应速率之比是化学计量数之比，则v(N2)＝1/2v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1。

（4）a．反应达到化学平衡时正反应速率和逆反应速率相等，a正确；

b．反应达到化学平衡时正反应速率和逆反应速率相等，但不为0，b错误；

c．反应达到化学平衡时氮气的转化率达到最大值，c正确；

d．反应达到化学平衡时氮气和氢气的浓度不再发生变化，但二者不一定相等，d错误；

e．反应达到化学平衡时N2、H2和NH3的体积分数不再发生变化，但不一定相等，e错误；

f．反应达到化学平衡时即表明反应达到最大程度，f正确；

答案选acf；

（5）根据题意“反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂”可知该反应的速率受温度、压强和催化剂的影响。