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，存在以下反应：

①N2（g）+O2（g） 2NO（g） △H1=+183 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（1） △H2=-571. 6 kJ·mol-1

③4NH3（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1 L的密闭容器中进行合成氨的反应，起始加入N2：1.0 mol、H2：3.0 mol。

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

②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”）；

③经过2min达到化学平衡状态时测得H2的浓度为1.8mol/L，则平均化学反应速率v（NH3）_____________，氢气的转化率为________________。

④下图表示合成氨反应中H2 （g）的平衡转化率随温度的变化关系，判断P1_____P2（填“>”“ <”或“ = ”），并简述理由：__________________。

Answer 1

【答案】 -92.2 不变 0.4 mol·L-1·min-1 40% < 当温度一定时，压强越大，平衡正向移动，氢气转化率越大

【解析】（1）已知反应①N2（g）+O2（g） 2NO（g） △H1=+183 kJ·mol-1；②2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H2=-571. 6 kJ·mol-1；③4NH3（g）+5O2（g） =4NO（g）+6H2O（1） △H3=-1164.4 kJ·mol-1。由①+② -③ 得，N2（g）+3H2（g）2NH3（g），则合成氨的反应的△H=(+183 kJ·mol-1)+ (-571. 6 kJ·mol-1)- (-1164.4 kJ·mol-1)= -92.2 kJ·mol-1。

（2）在恒温恒容容积为1 L的密闭容器中进行合成氨的反应，起始加入1.0 mol N2和3.0 mol H2，则N2和H2的起始浓度分别为1.0 mol/L和3.0 mol/L。

①该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为。

②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；

③经过2min达到化学平衡状态时测得H2的浓度为1.8mol/L，则平均化学反应速率v（NH3）= v（H2）= mol·L-1·min-1 =0.4 mol·L-1·min-1 ，氢气的转化率为。

④合成氨反应是一个气体分子数减少的反应，在相同温度下，压强越大，反应物的转化率越大。由图可知，在相同温度下，压强为P2对应的氢气的转化率较大，因此可以判断P1 < P2。