Question

【題目】 氨是氮循環(huán)過(guò)程中的重要物質(zhì)，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）根據(jù)下圖提供的信息，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

_____________________________________________，

下圖的曲線中____________（填“a” 或“b”）表示 加入鐵觸媒（催化劑）的能量變化曲線。

（2）在恒容容器中，下列描述中能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是_________________。

A．3υ(H2)正＝2υ(NH3)逆

B．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N2的同時(shí)生成2n molNH3

C．容器內(nèi)氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化

D．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化

（3）為了尋找合成NH3的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)（如下表），請(qǐng)?jiān)谙卤砜崭裉幪钊胂鄳?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T(℃)	n (N2)/n(H2)	P(MPa)
ⅰ	450	1/3	1
ⅱ	______	1/3	10
ⅲ	480	______	10

（4）合成氨的原料氣氫氣制備時(shí)其中一步反應(yīng)： H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，在850 ℃時(shí)，其平衡常數(shù)K＝1。若850 ℃時(shí)向體積為1 L的恒容密閉容器中，同時(shí)充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2,5.0 mol H2，此時(shí)反應(yīng)向____________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行，平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量為______________。

Answer 1

【答案】 N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1 b B D 450 1/3 逆反應(yīng) 0.8 mol

【解析】(1)由圖1可知，1molN2(g)與3molH2(g)完全反應(yīng)生成2molNH3(g)的反應(yīng)熱為508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，所以合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H═-92kJ/mol，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，b活化能較低；
(2)A．3υ(H2)正=2υ(NH3)逆說(shuō)明：v (NH3)逆：v (H2)正═3：2不等于對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即正反應(yīng)速率不等于逆反應(yīng)速率，故A錯(cuò)誤； B．單位時(shí)間內(nèi)生成nmolN2的同時(shí)生成2nmolNH3說(shuō)明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故B正確；C．體積不變，氣體的質(zhì)量不變，密度也會(huì)不變，用密度不變無(wú)法區(qū)分非平衡狀態(tài)和平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，當(dāng)體積固定時(shí)，根據(jù)阿伏伽德羅定律可知，溫度、體積相同時(shí)，氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，容器內(nèi)氣壓不隨時(shí)間變化，說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，即說(shuō)明可逆反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故D正確；故選BD；
(3)該實(shí)驗(yàn)為了尋找合成NH3的適宜條件，ⅱ應(yīng)只改變壓強(qiáng)，ⅲ應(yīng)只改變溫度，所以應(yīng)填入的數(shù)據(jù)為：450； ；

(4)Qc===＞1，故此時(shí)平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，設(shè)平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量為nmol，則CO2的變化物質(zhì)的量為(1-n)mol，此時(shí)==1，解得n=0.8mol，即平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量為0.8mol。