题目内容
【题目】下图表示氮及其化合物在一定条件下的转化关系：
（1）根据反应I，在500℃、20MPa时，将N2和H2通入到体积为2 L的密闭容器中，反应过程中各种物质的物质的量变化如右图所示:
（1）10 min内用NH3表示该反应的平均速率，v(NH3)= 。
（2）在10~20min内NH3浓度变化的原因可能是 (填字母)。
a.加了催化剂
b.降低温度
c.增加NH3的物质的量
（3）该可逆反应达到平衡的标志是_______(填字母)。
a．3v(H2)正 = 2v(NH3)逆
b．混合气体的密度不再随时间变化
c．容器内的总压强不再随时间而变化
d． N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
（4）第一次平衡时，平衡常数K1＝ (用数学表达式表示)。
（5）反应I：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=–92.4 kJmol－1
如图所示反应I中平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是____________(填“温度”或“压强”)，判断L1、L2的大小关系并说明理由_______ 。
（6）反应II其中一步反应为
2NH3 (g)+3Cl2(g) =N2 (g) +6HCl(g) ΔH=–462 kJmol－1
已知：
断开1 mol H–N键与断开1 mol H–Cl键所需能量相差约为_________ kJ。
【答案】（1）v(NH3)=0.005mol/(L·min)
（2）a（3）c（4）
（5）压强；L1＜L2,合成氨的反应是放热反应，压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，氨的体积分数减小（6）41
【解析】
试题分析：（1）反应速率=
=0.005mol/(L．min)；
（2）由图可知，0-10分钟内△n(N2)=0.025mol×2=0.05mol；10-20分钟内△n′(N2)=0.025mol×4=0.1mol，速率之比等于物质的量之比，所以，0-10分钟与10到20分钟两个时间段中，N2的反应速率之比为0.05mol：0.1mol=1：2；由图象可知各组分物质的量变化增快，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n′(N2)=0.025mol×4=0.1mol，△n(H2)=0.025mol×12=0.3mol，△n(NH3)=0.025mol×8=0.2mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，故答案为a；
（3）反应N2(g)+3H2(g)=2NH3；a．当2v(H2)正 = 3v(NH3)逆时才能作为平衡的判断，故错误；b．混合气体的质量不变，气体的体积不变，故密度始终不变，若密度不再随时间变化，不能说明平衡，故错误；c．容器内前后气体的物质的量有变化，说明压强时变量，总压强不再随时间而变化，说明平衡，故正确；d．N2、H2、NH3的分子数之比为1：3：2任何时刻都成立，故错误；
（4）化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以其平衡常数K=
=
；
（5）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJmol-1为放热反应，若升高温度平衡逆向移动，前期的体积分数减小，与图象矛盾；若增大压强，平衡向正向移动，氨气的体积分数增大，故改变条件为压强；压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，氨的体积分数减小，L1＜L2；
（6）设1molH-N键能为x，1molH-Cl键能为y，根据△H=反应物键能之和-生成物键能之和，-462=6x+3×243-(945+6y)，x-y=41kJ。
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