Question

14．氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔奖曾经有三次颁给研究合成氨的科学家．
（1）如图表示一定温度和压强下氨气和氢气合成氨反应过程中的能量变化，则合成氨反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）在一定温度下，在2L密闭容器中加入催化剂并通入0.1molNH₃（g），发生反应：2NH₃?N₂+3H₂，不同时间产生N₂的物质的量见下表：

时间/min	20	60	40	80
n（N2）/mol	0.016	0.032	0.040	0.040

①前20min内，H₂的反应速率为1.2×10^-3mol/（L．min）．             
②达到平衡后，容器中c（NH₃）═0.01mol/L．
③若在1L密闭容器中加入催化剂并通入0.1mol NH₃（g），则容器中的反应速率比原容器的快（填“快”或“慢”）．

Answer 1

分析 （1）由图可知，氮气、氢气总能量高于氨气能量，该反应为放热反应；
（2）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N₂），再根据速率之比等于其化学计量数之比计算v（H₂）；
②由表中数据可知，40min到达平衡，根据氮气的物质的量计算分解的氨气的物质的量，进而计算平衡时氨气的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算平衡时氨气的浓度；
③等效为压强增大一倍，增大压强，反应速率加快．

解答 解：（1）由图可知，氮气、氢气总能量高于氨气能量，该反应为放热反应，
故答案为：放热；
（2）①前20min内，生成氮气为0.016mol，则v（N₂）=$\frac{\frac{0.016mol}{2L}}{20min}$=4×10^-4mol/（L．min），速率之比等于其化学计量数之比，则v（H₂）=3v（N₂）=3×4×10^-4mol/（L．min）=1.2×10^-3mol/（L．min），
故答案为：1.2×10^-3mol/（L．min）；
②由表中数据可知，40min到达平衡，平衡时分解的氨气的物质的量为0.04mol×2=0.08mol，故平衡时氨气的物质的量为0.1mol-0.08mol=0.02mol，平衡时氨气的浓度为$\frac{0.02mol}{2L}$=0.01mol/L，
故答案为：0.01mol/L；
③在1L密闭容器中加入催化剂并通入0.1mol NH₃（g），等效为再原平衡的基础上压强增大一倍，增大压强，容器中的反应速率比原容器的快，
故答案为：快．

点评 本题考查化学反应中能量平衡、化学反应速率计算及影响因素、化学平衡有关计算，比较基础，注意对基础知识的理解掌握．