Question

【题目】反应速率和化学反应的限度是化学反应原理的重要组成部分。

（1）探究反应条件对0.10 mol/L Na2S2O3溶液与0.10 mol/L稀H2SO4反应速率的影响。反应方程式为：Na2S2O3+H2SO4 ＝ Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。设计测定结果如下：

编号	反应温度/℃	Na2S2O3溶液/mL	水/mL	H2SO4溶液/mL	乙
①	25	10.0	0	10.0	x
②	25	5.0	a	10.0	y
③	40	10.0	0	10.0	z

若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为______，乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”为________________________，x、y、z的大小关系是_______________________。

（2）氨气具有广泛的用途，工业上合成氨的反应是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)

①已知：

化学键	H—H	N≡N	N—H
键能kJ/mol（断开1mol化学键所需要的能量）	436	945	391

则合成氨的热化学方程式是__________________________________________________。

②一定温度下，在一个容积固定的密闭容器中若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0. 3 mol/L、0.1 mol/L，达到平衡时NH3浓度c(NH3)的范围是________________________。

③ 下列说法中，能说明上述②中反应已经达到化学平衡状态的是_________________。

a. 1mol N≡N键断裂的同时，有6mol N－H键断裂 b. N2、NH3物质的量浓度不再改变 c. 容器中气体的密度保持不变 d. 容器内N2、 H2物质的量之比为1：3，且保持不变 e. 2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)

④在工业生产中，及时分离出NH3，有利于合成氨，用平衡移动原理解释原因是_______________________。

Answer 1

【答案】5 溶液变浑浊所需时间 y>x>z N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol 0~0.3 a,b 减小生成物浓度，平衡正向移动

【解析】

(1)Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀，当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致，要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响，则加入的Na2S2O3溶液的体积不同，但反应体积溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同；要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液褪色时间的长短；

(2)①根据反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算；

②可假设反应正向进行或逆向进行达到平衡，并结合可逆反应的限度来判断即可；

③当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；

④勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

(1)实验①②中的Na2S2O3溶液的加入体积不同，故要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响，但溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同，故甲应为V(蒸馏水)/mL，a的值为5.0；又Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀，则要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，故乙要测量的物理量是出现浑浊的时间，温度越高反应速率越快，浓度越大反应速率越快，速率快，出现浑浊的时间短，已经③的温度最高，①的反应物浓度比②大，则反应出现浑浊的时间 是y>x>z；

(2)①已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中需要断裂1个N≡N键和3个H-H键，同时形成6个N-H键，则△H=945kJmol-1+436kJmol-1×3-391kJmol-1×6=-93kJmol-1= -93kJmol-1，则合成氨的热化学方程式是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol。

②若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，假设反应正向进行，则N2的最大转化浓度为0.1mol/L，则NH3的变化浓度为0.2mol/L，即平衡时NH3的浓度小于0.3mol/L，假设反应逆向进行，则NH3的变化浓度最大为0.1mol/L，即平衡时NH3的最小浓度为大于0mol/L，故NH3达到平衡时浓度的范围为0mol/L＜c(NH3)＜0.3mol/L；

③ a．单位时间内1mol N≡N键断裂等效于6mol N-H键形成，同时6mol N-H键断裂，故a正确；

b．当反应达到平衡状态时，N2、NH3物质的量浓度不再改变，故b正确；

c．反应前后气体质量和体积不变，混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故c错误；

d．当体系达平衡状态时，n(N2)：n(H2)可能等于1:3，也可能不等于1:3，故d错误；

e．当3v正(NH3)=2v逆 (H2)时，反应达到平衡状态，则2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)时反应不是平衡状态，故e错误；

故答案为ab；

④根据勒夏特列原理，分离出生成物，会减小生成物浓度，导致平衡正向移动，有利于氨气的合成。