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工业合成氨反应:N2+3H2 2NH3,在一定条件下已达到平衡状态.
(1)若降低温度,会使上述平衡向生成氨的方向移动,生成每摩尔氨的反应热数值是46.2KJ/mol,则该反应的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol

(2)若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体通入一个容积为2升固定容积的密闭容器中,5分钟后反应达平衡时,n(N2)=1.2mol,n(H2)=1.2mol,n (NH3)=0.8mol,则反应速率V(N2)=
0.04
0.04
mol?L-1?min-1,H2的转化率=
50%
50%
,平衡常数=
1.23(mol/L)-2
1.23(mol/L)-2
.若保持容器的温度和容积不变,将上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍,则平衡
向右
向右
(填向左﹑向右或不移动)移动.
(3)若在恒温恒压条件下,将1molN2与3molH2的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应,达平衡后,生成a molNH3,这时N2的物质的量为
2-a
2
2-a
2
mol,(用含a的代数式表示);若开始时只通入N2与H2,达平衡时生成3amolNH3,则开始时应通入N23mol,H2=
9
9
mol(平衡时NH3 的质量分数与前者相同);若开始时通入x molN2﹑6molH2 和2mol NH3,达平衡后,N2和NH3的物质的量分别为y mol和3a mol,则x=
2
2
mol,y=
6-3a
2
6-3a
2
mol(用含a的代数式表示)
分析:(1)降低温度,平衡向生成氨的方向移动,则正反应为放热反应,然后标明物质的状态、反应热的正负号、数值、单位来书写热化学方程式;
(2)先计算氨气平衡时的物质的量计算氮气反应的物质的量,再计算其反应速率,根据起始量和平衡时的量来计算物质的转化率、平衡常数,并利用浓度增大来分析平衡的移动;
(3)先利用达平衡后,生成amolNH3,计算参加反应的物质的物质的量,可计算出平衡时氮气的物质的量;根据温度不变,利用极限转化为反应物的物质的量与起始量的关系及平衡时NH3的质量分数都相同来计算.
解答:解:(1)因降低温度,平衡向生成氨的方向移动,则正反应为放热反应,生成2molNH3的△H=-46.2KJ/mol×2=-92.4KJ/mol,则热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol,
故答案为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol;
(2)5分钟后反应达平衡时,n(N2)=1.2mol,n(H2)=1.2mol,n (NH3)=0.8mol,
设参加反应的氮气的物质的量为x,则参加反应的氢气的物质的量为3x,则
N2+3H2 2NH3
1  3            2
x  3x           0.8mol
1
x
=
2
0.8mol
,x=0.4mol,
反应速率V(N2)=
0.4mol
2L
5min
=0.04mol/L.mim,
氢气的转化率为
3×0.4mol
3×0.4mol+1.2mol
×100%=50%,
平衡时的浓度分别为c(N2)=0.6mol/L、c(H2)=0.6mol/L,c (NH3)=0.4mol/L,
则平衡常数K=
(0.4mol/L)2
0.6mol/L×(0.6mol/L)3
=1.23(mol/L)-2
上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍,相当于缩小体积,则压强增大,化学平衡正向移动,即向右移动,
故答案为:0.04;50%;1.23(mol/L)-2;向右;
(3)设生成amolmolNH3转化的N2的物质的量为y,则
N2+3H2 2NH3
1               2
x               amol
1
x
=
2
amol
,x=
a
2
mol,
则平衡时氮气的物质的量为1mol-
a
2
mol=
2-a
2
mol,
又在恒温恒压条件1molN2与3molH2的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应,达平衡后,生成a molNH3
则只通入N2与H2,达平衡时生成3amolNH3,则开始时应通入N23mol,且平衡时NH3 的质量分数与前者相同,
及极限转化后起始的量与原起始量成正比,故H2的物质的量为3mol×3=9mol,
若开始时通入x molN2﹑6molH2和2molNH3,将2molNH3极限转化为反应物,则相当于开始加入(x+1)molN2﹑(6+3)molH2
达平衡后,NH3的物质的量3amol,
则(x+1)mol:(6+3)mol=1:3,解得x=2mol,
由恒温恒压条件,两种情况中起始的反应物的物质的量成正比,则平衡时各物质的含量成正比,
则1molN2与3molH2的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为
2-a
2
mol,
故开始时通入2molN2﹑6molH2和2molNH3的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为
2-a
2
mol×3=
6-3a
2
mol,
故答案为:
2-a
2
;9;2;
6-3a
2
点评:本题较难,考查化学平衡中等效平衡的计算,明确温度与压强不变时,起始反应物的量成正比则平衡等效是解答本题的关键.
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科目:高中化学 来源:2010-2011学年宁夏高三第一次模拟考试(理综)化学部分 题型:填空题

(14分)

工业合成氨反应:N2+3H2 2NH3 ,在一定条件下已达到平衡状态。

(1)若降低温度,会使上述平衡向生成氨的方向移动,生成每摩尔氨的反应热数值是46.2KJ/mol,则该反应的热化学方程式为                                   

(2)若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体通入一个容积为2升固定容积的密闭容器中,5分钟后反应达平衡时,n(N2)=1.2mol, n(H2)=1.2mol, n (NH3)=0.8mol,则反应速率V(N2)=            mol·L-1·min-1,H2的转化率=            ,平衡常数=             。若保持容器的温度和容积不变,将上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍,则平衡             (填向左﹑向右或不移动)移动。

(3)若在恒温恒压条件下,将1 molN2与3 molH2的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应,达平衡后,生成a molNH3,这时N2的物质的量为             mol,(用含a的代数式表示);若开始时只通入N2与H2 ,达平衡时生成3amolNH3,则开始时应通入N3mol,H2 =         mol(平衡时NH3 的质量分数与前者相同);若开始时通入x molN2﹑6molH2 和2mol NH3,达平衡后,N2和NH3的物质的量分别为y mol和3a mol,则x=         mol,y=         mol(用含a的代数式表示)

 

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