Question

【题目】可逆反应N2+3H22NH3是工业上合成氨的重要反应。

（1）根据图1请写出合成氨的热化学方程式_________________（热量用E1、E2或E3表示）。

（2）图1中虚线部分是通过改变化学反应中的________条件，该条件的改变与图2中哪一时刻条件的改变相同___________（用“t1……t6”表示）。

（3）t3时刻改变的条件是___________，t5时刻改变的条件是___________。

（4）某温度下，若把10 mol N2与30 molH2置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20%，则氮气的转化率____________。

（5）相同温度下，有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B，两容器中均充入1 molN2和3 molH2，此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态，A中NH3的体积分数为a，放出热量Q1kJ；B中NH3的体积分数为b，放出热量Q2kJ。则：a__________b （填“＞”、“＜”或“=”，下同），Q1___________Q2。

Answer 1

【答案】 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－2(E3－E1) kJ/mol 催化剂 t2…t3 减小压强 升高温度 33.3% < <

【解析】（1）由图可知该反应为放热反应，且生成1mol氨气放出的热量为（E3-E1）kJ，则生成2mol生成物放热为2（E3-E1）kJ，即该反应的热化学方程式为 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－2(E3－E1) kJ/mol；（2）图1中虚线部分改变了反应的途径，从而降低了反应所需的活化能，但反应热不变，则改变的条件应为使用催化剂；由于催化剂不能改变平衡状态，则该条件的改变与图2中t2～t3时刻条件的改变相同；（3）由图2可知，t3时刻正逆反应速率均减小，平衡向逆反应方向进行，则改变的条件是减小压强；t5时刻正逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，则改变的条件是升高温度；（4）根据方程式可知

N2 +3H2 2NH3

开始（mol）： 10 30 0

转化（mol）： a 3a 2a

平衡（mol）：10－a 30－3a 2a

测得混合气体中氨的体积分数为20%，则，解得a＝4/1.2，所以氮气的转化率＝a/10×100%＝33.3%；（5）正反应体积减小，反应过程中如果保持恒温恒容，则压强减小。由于增大压强平衡向正反应方向进行，反应过程中B中压强大于A中，则B中反应物转化率大于A中，则a＜b，Q1＜Q2。