[题目]氨的合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJ·mol-1在500℃.20MPa时.将N2.H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应.反应过程中各物质的物质的量变化如图.回答下列问题:(1)10min内以NH3表示的平均反应速率为 (2)在10-20min内.NH3浓度变化的原因可能是 A.加了催化剂B.缩小容器体积C.降低� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】氨的合成原理为:N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）H=－92.4kJ·mol-1在500℃、20MPa时，将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，反应过程中各物质的物质的量变化如图。回答下列问题:

（1）10min内以NH3表示的平均反应速率为_________

（2）在10～20min内，NH3浓度变化的原因可能是_____________

A.加了催化剂

B.缩小容器体积

C.降低温度

D.增加NH3物质的量

（3）第1次平衡:平衡常数K1=__________（带数据的表达式），第2次平衡时NH3的体积分数为_____________。

（4）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fc2O3的TiO2）表面与水发生下列反应:N2（g）＋3H2O（l）2NH3+1.5O2（g）H=akJ·mol-1，进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:

T/K	303	313	323
NH3生成量/(10-6mol)	4.8	5.9	6.0

①此合成反应的a______0，△S_______0；（填“＞”、“＜”或一”）

②已知N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）H=－92.4kJ·mol-1，2 H2（g）＋ O2（g）=2H2O（l）H=-571.kJ·mol-1 则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为_____________________________

【答案】0.005mol·L-1.min-1 A 45.5％或0.455 ＞＞ 2N2(g)＋6H2O(l)＝4NH3(g) +3O2(g) AH＝＋1530 kJ·mol-1

【解析】

（1）根据v=△n÷V÷△t计算；

（2）根据图象知，平衡向正反应方向移动，10min时是连续的，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明为使用催化剂；

（3）达到平衡状态时，物质的量不变，以此判断达到平衡的时间段，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；第2次平衡时NH3的体积分数等于氨气的含量/平衡时气体的总物质的量；

（4）①由表中数据可知，升高温度，NH3生成量增大，说明平衡向正反应方向移动，结合反应方程式中各物质的聚集状态解答；

②已知：①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92.4kJ·mol－1②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ·mol－1，则利用盖斯定律，将①×2-②×3可得常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式．

（1）反应速率v（NH3）=(0.1mol-0)÷2L÷10min=0.005mol/（L．min）；

（2）由图象可知各组分物质的量变化增加，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，缩小体积相当于增大压强，应该反应物的速率增加倍数大，降低温度，应该反应速率减小，增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大，故只有使用催化剂符合，

故选A；

（3）由图象可以看出，当反应进行到时20-25min，各物质的量不变，说明反应达到平衡状态，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，由图象可知，20min达平衡时，n（N2）=0.025mol×10=0.25mol，n（H2）=0.025mol×6=0.15mol，n（NH3）=0.025mol×12=0.3mol，所以所以其平衡常数K=c2(NH3)/c(N2)c3(H2)= =；