题目内容
【题目】在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
（1）t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示：
请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式：______________________，t℃时该反应的平衡常数为__________ (用K1和K2表示)。
（2）工业合成氨的原理为：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时，H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下，起始投料H2与N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。
①图甲中0～t1 min内，v(N2)＝_____mol·L－1·min－1；b点的v(H2)正_____a点的v(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②图乙中，b点时N2的物质的量分数__________。
③己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol，容器体积为1L，保持温度和压强不变，又充入3 mol N2后，平衡________(填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。
【答案】4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=[(e-d)-5(A-b)] kJmol-1 
molL-1min-1 大于 20% 不移动
【解析】
(1)根据表格数据，反应的△H=正反应的活化能-逆反应的活化能计算出反应①和②的△H，再根据盖斯定律分析解答；
(2)①根据图像，0～t1 min内，△c(H2)=(0.6-0.3)molL-1=0.3molL-1，则△c (N2)=0.1molL-1，据此计算v(N2)；当H2与N2的起始体积比符合方程式中化学计量数之比时，达到平衡时氨的体积分数最大，即图乙中，b点时x=3∶1，则a点x小于3∶1，据此分析判断；
②当H2与N2的起始体积比符合方程式中化学计量数之比时，达到平衡时氨的体积分数最大，即图乙中，b点时x=3∶1，平衡时氨气的物质的量分数为20%，根据三段式分析计算；
③己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol，容器体积为1L，计算出此时的平衡常数K，保持温度和压强不变，又充入3 mol N2后，容器的体积变成2L，计算出Qc，再与K比较判断。
(1)根据表格数据，反应的△H=正反应的活化能-逆反应的活化能，①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=(A-b) kJmol-1，②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=(e-d) kJmol-1，根据盖斯定律，将②-①×5得到氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=[(e-d)-(A-b)×5]kJmol-1=[(e-d)-5(A-b)]kJmol-1，t℃时该反应的平衡常数K=，故答案为：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H=[(e-d)-5(A-b)] kJmol-1；；
(2)①0～t1 min内，△c(H2)=(0.6-0.3)molL-1=0.3molL-1，则△c (N2)=0.1molL-1，则v(N2)=
=
=molL-1min-1；当H2与N2的起始体积比符合方程式中化学计量数之比时，达到平衡时氨的体积分数最大，即图乙中，b点时x=3∶1，则a点x小于3∶1，其他条件不变，则平衡时氢气的浓度小于b，则b点的v(H2)正＞a点的v(H2)逆，故答案为：molL-1min-1；大于；
②当H2与N2的起始体积比符合方程式中化学计量数之比时，达到平衡时氨的体积分数最大，即图乙中，b点时x=3∶1，平衡时氨气的物质的量分数为20%，设起始时H2与N2的物质的量分别为3mol和1mol，生成的氨气为2xmol
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol) 1 3 0
反应(mol) x 3x 2x
平衡(mol)1-x 3-3x 2x
则
×100%=20%，解得x=
，b点时N2的物质的量分数=
=20%，故答案为：20%；
③己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol，容器体积为1L，此时，平衡常数K=
=1，保持温度和压强不变，又充入3 mol N2后，容器的体积变成2L，Qc=
=1=K，为平衡状态，平衡不移动，故答案为：不移动。
