Question

【题目】氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题．
（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值．

反应	大气固氮 N2（g）+O2（g）2NO（g）		工业固氮 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.84×10﹣31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于（填“吸热”或“放热”）反应
②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮原因
③从平衡角度考虑．工业固氮应该选择常温条件，但实际工业产生却选择500℃左右的高温，解释其原因
（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强（р1、р2）下随温度变化的曲线，如图所示的图示中，正确的是（填“A”或“B”）；比较р1、р2的大小关系 ．
（3）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N2（g）+6H2O（1）4NH3（g）+3O2（g），则其反应热△H= ． 已知：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1
2H2（g）+O2（g）2H2O（l）△H=﹣571.6kJmol﹣1 ．

Answer 1

【答案】
（1）吸热；K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产；从反应速率角度考虑，高温更好，但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适
（2）A；р2＞р1
（3）+1530 kJ?mol﹣1
【解析】解：（1）①由表格数据可知，温度越高，K越大，说明升高温度，平衡正移，则正反应方向为吸热反应，所以答案是：吸热； ②由表格数据可知，2000℃时，K=0.1，K值很小，则转化率很小，不适合大规模生产，所以人类不适合大规模模拟大气固氮，
所以答案是：K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产；
③合成氨反应中，反应温度越高，反应速率越快，但是该反应为放热反应，温度高转化率会降低，而且在500℃左右催化剂活性最高，所以从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适；
所以答案是：从反应速率角度考虑，高温更好，但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适；（2）合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率减小，所以图A正确，B错误；该反应正方向为体积减小的方向，增大压强平衡正向移动，转化率增大，р2的转化率大，则р2大；
所以答案是：A；р2＞р1；（3）已知：①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1 ，
②2H2（g）+O2（g）2H2O（l）△H=﹣571.6kJmol﹣1 ，
由盖斯定律：①×2﹣②×3得2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g），△H=（﹣92.4kJmol﹣1）×2﹣（﹣571.6kJmol﹣1）×3=+1530 kJmol﹣1；
所以答案是：+1530 kJmol﹣1 ．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征的相关知识点，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）才能正确解答此题．