Question

【題目】1913年，德國(guó)化學(xué)家哈伯實(shí)現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)，被稱作解救世界糧食危機(jī)的化學(xué)天才。現(xiàn)將lmolN2和3molH2投入1L的密閉容器，在一定條件下，利用如下反應(yīng)模擬哈伯合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)： N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)△H < 0 當(dāng)改變某一外界條件（溫度或壓強(qiáng)）時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)φ(NH3)變化趨勢(shì)如下圖所示。

(1)已知：①NH3(l) NH3(g) ΔH1 ②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH2，則反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=________（用含△H1、△H2的代數(shù)式表示）。

(2)X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn) _____（填“大”或“小”），Y軸表示_______（填“溫度”或“壓強(qiáng)”）。

(3)將1mol N2和3mol H2分別投入起始容積為1L的密閉容器中，實(shí)驗(yàn)條件相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

下列判斷正確的是________。

A．放出熱量：Ql< Q2<|△H| B．N2的轉(zhuǎn)化率：I> III

C．平衡常數(shù)：II >I D．達(dá)平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)：I>II

(4)平衡時(shí)，M點(diǎn)NH3的體積分?jǐn)?shù)為10%。若同溫同容下，再充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH 3，重新達(dá)平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)________ 10%（填“＞”、“＜”、“=”或“無(wú)法確定”）。

(5)某科研小組探究在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)合成NH3反應(yīng)的影響．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：（圖中T2和T1表示溫度，n表示起始時(shí)H2的物質(zhì)的量）

①圖象中T2和T1的關(guān)系是：T2_____T1（填“＞”、“＜”、“=”或“無(wú)法確定”）。

②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最大的是___（填字母）。

Answer 1

【答案】2△H1+△H2 小 溫度 AB ＞ ＜ c

【解析】

(1) 根據(jù)蓋斯定律，①×2+②可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算；

(2) 隨Y值增大，φ(NH3)減小，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，故Y為溫度，則X為壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，φ(NH3)增大；

(3) A．I為恒溫恒容，隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小，Ⅱ?yàn)楹銣睾銐�，Ⅱ相�?dāng)于在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，Ⅱ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大于Ⅰ；

B．Ⅲ為恒容絕熱，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，I為恒溫恒容，Ⅲ相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上升高溫度，平衡逆向移動(dòng)；

C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同，平衡常數(shù)相同；

D．Ⅱ相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，氨氣體積分?jǐn)?shù)增大；

(4)再次充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH3等效于再次充入1molN2和3molH2，結(jié)合勒夏特列原理分析；

(5)①由圖可知，n(H2)相同時(shí)，T2對(duì)應(yīng)氨氣含高，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于生成氨氣；

②a、b、c三點(diǎn)，n(H2)越大，平衡正向移動(dòng)的程度越大，N2的轉(zhuǎn)化率越大。

(1) 已知：①NH3(l)NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2，根據(jù)蓋斯定律，①×2+②可得：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，故△H=2△H1+△H2；

(2) 隨Y值增大，φ(NH3)減小，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，故Y為溫度，則X為壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，φ(NH3)增大，a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)��；

(3) A．I為恒溫恒容，隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小，Ⅱ?yàn)楹銣睾銐海�Ⅱ相�?dāng)于在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，Ⅱ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大于Ⅰ，放出熱量：Ql＜Q2<|H|，故A正確；

B．Ⅲ為恒容絕熱，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，I為恒溫恒容，Ⅲ相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，N2的轉(zhuǎn)化率：I＞III，故B正確；

C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同，平衡常數(shù)相同，則平衡常數(shù)：II=I，故C錯(cuò)誤；

D．Ⅱ相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則達(dá)平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)：I＜II，故D錯(cuò)誤；

故答案為AB；

(4) 再次充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH3等效于再次充入1molN2和3molH2，在恒溫恒容容器中，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，重新達(dá)平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)＞10%；

(5)①由圖可知，n(H2)相同時(shí)，T2對(duì)應(yīng)氨氣含高，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于生成氨氣，則T2＜T1 ；

②a、b、c三點(diǎn)，n(H2)越大，平衡正向移動(dòng)的程度越大，N2的轉(zhuǎn)化率越大，c點(diǎn)時(shí)氫氣的物質(zhì)的量最大，c點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率最高，故答案為：c。