Question

氨在国民经济中占有重要地位．
（1）合成氨工业中，合成塔中每产生2mol NH₃，放出92.2kJ热量．
①工业合成氨的热化学方程式是

 

．
②若起始时向一体积为4L的密闭容器内放入1mol N₂和3mol H₂，达平衡后体系放出的热量Q

 

92.2kJ （填“＞”、“＜”或“=”）．若已知在该条件下平衡时N₂的转化率为20%，则反应放出的热量为Q₁ kJ，则Q₁的数值为

 

；该温度下，该反应的化学平衡常数为

 

．（保留小数点后两位）
③已知：

试根据热化学方程式计算1mol N-H键断裂吸收的能量约等于

 

kJ．
（2）在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行合成氨反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

请完成下列问题．
①试比较K₁．K₂的大小，K₁_

 

 K₂（填写“＞”．“=”或“＜”）．
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_

 

（填序号字母）：
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2     b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器内压强保持不变                         d．混合气体的密度保持不变
③在400℃时，当测得N₂、H₂和NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol时，则此时该反应的v（N₂）_正_

 

 v（N₂）_逆（填写“＞”．“=”或“＜”），反应

 

达到平衡（填“是”或“否”）．

Answer 1

考点：热化学方程式,有关反应热的计算,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①依据热化学方程式的书写方法分析书写；
②反应是可逆反应不能进行彻底，根据三行式计算K；
③依据反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量计算得到；
（2）①对于放热反应，温度升高，K减小；
②根据化学平衡状态的特征：正逆反应速率相等、各组分别浓度不变等来回答；
③化学平衡常数，正反应平衡常数和你反应的平衡常数互为倒数，根据浓度熵和平衡常数的关系来确定平衡的移动方向．

解答： 解：（1）①合成塔中每生成2mol NH₃，放出92.2kJ热量，依据热化学方程式写出，标注物质聚集状态和对应反应放出的热量写出热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；
②反应是可逆反应不能进行彻底，该温度下合成塔中放入1mol N₂和3mol H₂，生成的氨气小于1mol，故达平衡后放出的热量小于92.2 kJ；
         N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；
初始浓度：0.25    0.75     0         
变化浓度：0.05    0.15    0.1        4.61kJ
平衡浓度：0.2     0.6     0.1
K=

0．12

0.2×0．63

≈0.23，
故答案为：＜；4.61；0.23；
③3H₂+N₂?2NH₃，反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436+945.8-6×N-H键键能=-92.2，N-H键键能=391KJ；
故答案为：391；
（2）①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K₁＞K₂，故答案为：＞；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，则
a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，故a错误；
b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3υ（N₂）（正）=υ（H₂）（逆）是平衡状态，故b错误；
c、容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态，故c正确；
d、如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，故d错误；
故答案为：c；          
③400℃时，得N₂、H₂和NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol时，NH₃和N₂．H₂的物质的量浓度分别为：4mol/L、4mol/L、2mol/L，400℃时，浓度商Q_c=

42

4×23

=0.5=K，说明达到了平衡状态，因此有v（N₂）_正=v（N₂）_逆，故答案为：=；是．

点评：本题考查反应热的计算、化学平衡常数及影响因素、意义，反应速率计算等，题目难度中等，注意化学平衡常数大小说明反应进行程度，与反应难易无关、与反应速率无关．