Question

【题目】工业合成氨反应：N2＋3H22NH3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。

(1)已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92kJ热量。如果将1 mol N2和3 mol H2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是___________________________________。

(2)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 min后，生成10 mol NH3，则用N2表示的化学反应速率为_______________。

(3)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．该条件下，N2的转化率达到最大值 d．N2和H2的浓度相等

e．N2、H2和NH3的体积分数相等 f．恒容时体系压强保持不变

（4）在四个不同容器中，不同条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应的速率由大到小的顺序是__________________________（用编号填写）。

A．V(NH3)=0.5 mol L-1-min-1 B．V(H2)=0.3 mol L-1-min-1

C．V(N2)=0.2 mol L-1-min-1 D．V(H2)=0.01 mol L-1- s -1

Answer 1

【答案】 可逆反应，不会完全进行到底 0.25 mol L-1-min-1 a c f A>C=D>B

【解析】(1)合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化；

(2)v(NH3)= ==0.5mol/(Lmin)，所以v(N2)= ×v(NH3)=0.25mol/(Lmin)；

(3)a．正反应速率和逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，正确；b．正反应速率最大，逆反应速率为0，是指反应开始时的状态，反应没有达到平衡状态，错误；c．N2的转化率达到最大值，说明反应达到平衡状态，正确；d．N2和H2的浓度相等，反应不一定达到平衡状态，错误；e．N2、H2和NH3的体积分数相等，与平衡状态无关，错误；f．体积不变，气体的物质的量是不定值，当恒容时体系压强保持不变时，说明反应达到平衡状态，正确；故答案为acf；

(4)反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，以氢气的反应速率为标准进行判断；A．V(NH3)=0.5mol/(Lmin)，反应速率之比等于其计量数之比，所以ν(H2)=0.75mol/(Lmin)；B．ν(H2)=0.3mol/(Lmin)；C．ν(N2)=0.2mol/(Lmin)，反应速率之比等于其计量数之比，所以ν(H2)=0.6mol/(Lmin)；D．ν(H2)=0.01mol/(LS)=0.6mol/(Lmin)；所以反应的速率由大到小的顺序是A>C=D>B。