Question

氨氣是生產(chǎn)化肥、硝酸的重要原料，圍繞合成氨人們進(jìn)行了一系列的研究
（1）氫氣既能與氮?dú)庥帜芘c氧氣發(fā)生反應(yīng)，但是反應(yīng)的條件卻不相同。
已知：2H₂ (g) + O₂ (g) = 2H₂O (g)  ΔH =" -483.6" kJ/mol
3H₂ (g) + N₂ (g) 2NH₃ (g) ΔH =" -92.4" kJ/mol

計(jì)算斷裂1 mol N≡N鍵需要能量            kJ ， 氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵比氧氣分子中的     化學(xué)鍵鍵               （填“強(qiáng)”或“弱”），
（2）固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題。自然界中存在天然的大氣固氮過(guò)程：
N₂ (g) + O₂ (g) =" 2NO" (g)  ΔH =" +180.8" kJ/mol ，工業(yè)合成氨則是人工固氮。
分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)，下列結(jié)論正確的是                  。

反應(yīng)	大氣固氮		工業(yè)固氮
溫度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	1.847	0.507	0.152

A．常溫下，大氣固氮幾乎不可能進(jìn)行，而工業(yè)固氮非常容易進(jìn)行
B．人類(lèi)大規(guī)模模擬大氣固氮是無(wú)意義的
C．工業(yè)固氮溫度越低，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全
D．K越大說(shuō)明合成氨反應(yīng)的速率越大
（3）在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料, 發(fā)生反應(yīng)：
3H₂ (g) + N₂ (g)  2NH₃ (g)測(cè)得甲容器中H₂的轉(zhuǎn)化率為40%。

	N2	H2	NH3
甲	1	3	0
乙	0.5	1.5	1
丙	0	0	4

①判斷乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向                  。（填“正向”或“逆向”）
②達(dá)平衡時(shí)，甲、乙、丙三容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)大小順序?yàn)?u>             。

Answer 1

（1）946 kJ/mol     強(qiáng)
（2）BC
（3）①逆向  ② 丙>甲=乙

解析試題分析：（1）由反應(yīng)：3H₂ (g) + N₂ (g) 2NH₃ (g) ΔH =" -92.4" kJ/mol，和題目中的條件，可以得到92.4=2×1173.2-436×3- N≡N鍵的鍵能，所以N≡N鍵的鍵能為
946 kJ/mol，所以斷裂1 mol N≡N鍵需要能量為946 kJ，鍵能大，分子就越穩(wěn)定，所以氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵鍵強(qiáng)；
（2）A錯(cuò)誤，由表可以看出在常溫下，大氣固氮的K為3.84×10^-31，即大氣固氮幾乎不可能進(jìn)行，而工業(yè)固氮的K很大，只是說(shuō)明該反應(yīng)的程度很大，并不能說(shuō)明非常容易進(jìn)行；大氣固氮的溫度達(dá)到2000K時(shí)，平衡常數(shù)仍然很小，所以人類(lèi)大規(guī)模模擬大氣固氮是無(wú)意義的，故B正確；C也正確，因?yàn)閺谋碇锌梢钥闯鰷囟仍降停�平衡常�?shù)越大，所以工業(yè)固氮溫度越低，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全；K越大說(shuō)明反應(yīng)的趨勢(shì)越大，并不能說(shuō)明合成氨反應(yīng)的速率越大，故D錯(cuò)誤，本題答案為BC；
（3）3H₂ (g) + N₂ (g)  2NH₃ (g)測(cè)得甲容器中H₂的轉(zhuǎn)化率為40%，即該反應(yīng)的
濃度次冪制備為Q=（0.4×2）²/[（3-0.4×3）³×（1-0.4×1）]=0.183，對(duì)于乙容器，
1×1/（0.5³×1.5）=5.333> Q，所以乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)槟嫦颍?br />將表全部轉(zhuǎn)化為只用氫氣和氮?dú)獗硎�，即�?br />

	N2	H2	NH3
甲	1	3	0
乙	1	3	0
丙	2	6	0

,對(duì)于并來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于增大了壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，所以達(dá)平衡時(shí)，甲、乙、丙三容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)大小順序?yàn)楸?gt;甲=乙。
考點(diǎn)：化學(xué)平衡
點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算，對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的考查比較深入，該題信息量較大，難度比較大。