Question

【題目】氨在國民生產(chǎn)中占有重要的地位。工業(yè)合成氨的反應(yīng)為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。下表是合成氨反應(yīng)在某溫度下2.0L的密閉容器中進(jìn)行時(shí)，測得的數(shù)據(jù)：

時(shí)間（h） 物質(zhì)的量（mol）	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0.00	0.20	n2	1.00	1.00

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算：

（1）反應(yīng)進(jìn)行到2小時(shí)時(shí)放出的熱量為____________kJ。

（2）此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=____________(保留兩位小數(shù))。

（3）有兩個(gè)密閉容器A和B，A容器保持恒容，B容器保持恒壓，起始時(shí)向容積相等的A、B中分別通入等量的NH3氣體，均發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)。則：

①達(dá)到平衡所需的時(shí)間：t(A)_____t(B)，平衡時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率：a(A)______a(B) (填“>”、“=”或“<”)。

②達(dá)到平衡后，在兩容器中分別通入等量的氦氣。A中平衡向_________移動(dòng)，B中平衡向_________移動(dòng)。(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”、“不”)。

（4）在三個(gè)相同容器中各充入1molN2和3molH2，在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)[φ(NH3)]隨時(shí)間變化的曲線圖所示.下列說法中正確的是_____(填字母，下同)。

A．圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，且P2＞P1

B．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對反應(yīng)的影響，且催化劑性能1＞2

C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應(yīng)的影響，且T1＞T2

Answer 1

【答案】 27.72 0.15 < < 不 向正反應(yīng)方向 B

【解析】(1). 由方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol可知，每消耗1mol氮?dú)鈺r(shí)，反應(yīng)放出的熱量為92.4kJ，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到2h時(shí)，消耗氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為（1.5－1.2）mol=0.3mol，反應(yīng)放出的熱量為0.3mol×92.4kJ/mol=27.72kJ，故答案為：27.72；

(2). 由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)進(jìn)行到3h和4h時(shí)，氨氣的物質(zhì)的量不變，說明3h和4h時(shí)均為平衡狀態(tài)，則此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K===0.15，故答案為：0.15；

(3). ①. 有兩個(gè)密閉容器A和B，A容器保持恒容，B容器保持恒壓，起始時(shí)向容積相等的A、B中分別通入等量的NH3，發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)，該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的可逆反應(yīng)，A容器保持恒容，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)A容器中壓強(qiáng)增大，B容器保持恒壓，則A容器與B容器相比，A容器相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，A中反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡需要的時(shí)間短，即達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間：t(A)＜t(B)，對于2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，NH3的轉(zhuǎn)化率減小，即a(A)＜a(B)，故答案為：＜；＜；

②. 達(dá)到平衡后，在兩容器中分別通入等量的氦氣，A容器保持恒容，則A容器中各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)，B容器保持恒壓，則通入氦氣時(shí)B容器的體積增大，對于B容器，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故答案為：不；向正反應(yīng)方向；

(4). A. 若圖Ⅰ表示不同壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，因壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間越短，所以P2＞P1，但對于可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，NH3的體積分?jǐn)?shù)增大，即壓強(qiáng)越大，氨氣的體積分?jǐn)?shù)越大，圖象與事實(shí)不符，故A錯(cuò)誤；B. 催化劑可以加快反應(yīng)速率，使用催化劑1時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間更短，說明催化劑1的催化性能比催化劑2要好，催化劑不能使平衡移動(dòng)，所以使用不同的催化劑時(shí)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變，圖象與事實(shí)相符，故B正確；C. 若圖III表示不同溫度對反應(yīng)的影響，因溫度越高，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間越短，所以T1＞T2，但N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小，即溫度越高，氨氣的體積分?jǐn)?shù)越小，圖象與事實(shí)不符，故C錯(cuò)誤；答案選B。