Question

科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．据报道：在常温常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃和O₂．
（1）已知：①H₂的燃烧热是285.6kJ/mol；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol，写出此条件下氮气和水反应的热化学方程式

 

．
（2）氨可用于工业制硝酸，其主反应为：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H＜0，若不改变起始加入的物质的量，则如图关系图正确的是

 

．（填序号）

（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：

时间/浓度（mol/L）	C（NH3）	C（O2）	C（NO）
起始	0.8	1.6	0
第2min	0.6	a	0.2
第4min	0.3	0.975	0.5
第6min	0.3	0.975	0.5

①表格中的a=

 

．
②反应在第2min时改变了条件，改变的条件可能是

 

．
③反应在第2min到第4min时，O₂的平均反应速率为

 

．
④若第6min时将容器的体积扩大为原来的2倍，则在其他条件不变的条件下再次达到平衡时C（NH₃） 的数值可能是下列的

 

A．0.12          B．0.15          C．0.20          D．0.3．

Answer 1

考点：化学平衡的调控作用,热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据热化学方程式和盖斯定律计算求出△H；
（2）根据影响平衡的因素分析图象曲线变化分析判断选项；
（3）①依据平衡三段式列式计算；
②容积固定的密闭容器，因此改变压强无影响，有速率变快，所以是升高温度或加了催化剂；
③根据参加反应的氨气的量求出氧气的量，然后求出反应速率；
④在第6min时，反应物增加说明平衡向逆方向移动．

解答： 解：（1）H₂的燃烧热是285.6kJ/mol，热化学方程式为：①H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H_l=-285.6kJ/mol，②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol，
①×3-②得到，2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=△H₂-6△H_l═-92.2×2+285.6×6=1529.22kJ/mol；
故答案为：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1529.2kJ/mol；
（2）A、反应的△H＜0，升高温度平衡逆移，氨气浓度增大，故1200℃的曲线应在上面，故A错误；
B、该反应正方向为计量数增大的方向，所以增大压强平衡逆移，NO的含量减少，故B正确；
C、升高温度平衡逆移，水的含量减小，故C错误；
D、加催化剂平衡不移动，反应速率加快，故D正确；
故答案为：BD；
（3）①依据化学平衡三段式列式计算
                4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）
起始量（mol/L）   0.8      1.6          0      0
变化量（mol/L）   0.2      0.25          0.2     0.3
第2min量（mol/L） 0.6      1.35          0.2    0.3
a=1.35mol/L
故答案为：1.35mol/L；
②容积固定的密闭容器，因此改变压强无影响，因为速率变快，所以是升高温度或加了催化剂，故答案为：升高温度或使用催化剂；
③第2min到第4min，参加反应的氨气为c（NH₃）=0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol?L^-1参加反应的氧气为：c（O₂）=

5

4

×0.3mol?L^-1=0.375mol?L^-1
 v（O₂）=

0.375mol/L

2min

=0.1875 mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.1875 mol?L^-1?min^-1；
④若第6min时将容器的体积扩大为原来的2倍，C（NH₃） 浓度变化为原来的一半为0.15mol/L，但压强减小平衡正向进行氨气浓度小于0.15mol/L，故答案为：A．

点评：本题考查了化学平衡影响因素，反应速率概念计算热化学方程式书写方法，掌握基础是关键，题目难度中等．