Question

1．氨是氮循环中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法．
（1）已知：H-H键能为436kJ•mol^-1，N≡N键能为945kJ•mol^-1，N-H键能为391kJ?mol^-1．写出合成氨反应的热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ•mol^-1．
（2）恒温下，往一个2L的密闭容器中充入2.6mol H₂和1mol N₂，反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如表所示：

时间/min	5	10	15	20	25	30
c（NH3）/mol•L-1	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

5min内，消耗N₂的平均反应速率为0.008mol•L^-1•min^-1，此条件下该反应的化学平衡常数K=0.1[或0.1（mol•L^-1）^-2]；反应达到平衡后，若往平衡体系中加入H₂、N₂和NH₃各2mol，化学平衡将向逆反应方向移动（填“正反应”或“逆反应”）．

Answer 1

分析 （1）焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和，结合物质的状态、焓变书写热化学方程式；
（2）由表格中数据可知，20min达到平衡，则
                       N₂ +3H₂?2NH₃
开始（mol/L）：0.5　1.3 　　0
变化（mol/L）：0.1　 0.3　　0.2
平衡（mol/L）：0.4      1        0.2
结合v=$\frac{△c}{△t}$、K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$、Qc=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$、Qc与K比较判断方向来解答．

解答 解：（1）焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和，则△H=945kJ•mol^-1+（436kJ•mol^-1）×3-（391kJ?mol^-1）×6=-93kJ•mol^-1，则热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ•mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ•mol^-1；
（2）由表格中数据可知，20min达到平衡，则
                       N₂ +3H₂?2NH₃
开始（mol/L）：0.5　1.3 　　0
变化（mol/L）：0.1　 0.3　　0.2
平衡（mol/L）：0.4      1        0.2
5min内，消耗N₂的平均反应速率为$\frac{0.04mol/L}{5min}$=0.008 mol•L^-1•min^-1；
此条件下该反应的化学平衡常数K=$\frac{0．{2}^{2}}{0.4×{1}^{3}}$=0.1[或0.1（mol•L^-1 ）^-2]，
反应达到平衡后，若往平衡体系中加入H₂、N₂和NH₃各2mol，Qc=$\frac{1．{2}^{2}}{1.4×{2}^{3}}$≈0.13＞K，则平衡逆向移动，
故答案为：0.008 mol•L^-1•min^-1； 0.1[或0.1（mol•L^-1 ）^-2]；逆反应．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握热化学方程式书写、化学平衡三段法、速率及K的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意Qc与K的应用及判断反应的进行方向，题目难度不大．