Question

【题目】（1）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；△H＝－94.4kJ·mol-1。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。

①在1L容器中发生反应，前20min内，v(NH3)＝______，放出的热量为________；

②25min时采取的措施是_______；

③时段Ⅲ条件下，反应的平衡常数表达式为____（用具体数据表示，含单位）。

（2）电厂烟气脱氮的主反应①： 4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)，副反应②： 2NH3(g)＋8NO(g)5N2O(g)＋3H2O(g)；△H＞0。平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如图。请回答：在400K～600K时，平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是________

Answer 1

【答案】 0.050mol/(L·min) 47.2kJ 将NH3从体系中分离出来 (0.50mol/L)2/[( 0.25mol/L)×( 0.75mol/L)3] 随温度升高，N2的含量降低

【解析】（1）①由图可知，前20min内氨气的浓度由0逐渐增大到1.0mol/L，因此该反应的反应速率v(NH3)=1.0mol/L÷20min=0.050mol/(Lmin)；氮气由1.0mol/L逐渐减小到0.50mol/L，根据cV=n可知参加反应的氮气的物质的量为(1.0－0.50)mol/L×1L=0.50mol，根据热化学方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=－94.4kJ·mol－1可知0.50mol氮气反应放出47.2kJ热量；②由图可知，25min时氨气的浓度由1.0mol/L变为0，说明采取的措施是将平衡体系中的氨气及时分离出去，导致氨气的浓度减小，平衡向正反应方向移动，则氨气、氢气的浓度均减小，氨气的浓度由0逐渐增大；③时段III条件下，由图中可判断氨气、氮气、氢气的平衡浓度分别为0.50mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L，代入合成氨的平衡常数表达式可得，K＝(0.50mol/L)2/[( 0.25mol/L)×( 0.75mol/L)3]；（2）由图可知，在400K～600K时，平衡混合气中氮气含量随温度的升高而降低，而一氧化二氮的含量则随温度升高而增大；观察热化学方程式可知主反应是放热反应，升高温度，导致主反应的平衡左移，所以氮气含量随温度升高而降低。