Question

N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）反应过程的能量变化如图1所示．已知生成1mol NH₃（g）的△H=-46kJ?mol^-1．请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示

 

、

 

；若该反应使用催化剂，会使图中B点升高还是降低？

 

．
（2）图中△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）已知恒容时，该体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示．
①在0.5L容器中发生反应，前20min内，v（NH₃）=

 

，放出的热量为

 

．
②45min时采取的措施是

 

．
③比较I、Ⅱ、Ⅲ时段的化学平衡常数（分别用K₁、K₂、K₃表示）大小

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,反应热和焓变,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据图象分析，图中A、C分别表示反应物总能量和生成物总能量；根据催化剂降低活化能来判断；
（2）结合已知N₂（g）与H₂（g）反应生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的热量，分析图象是合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），计算得到；
（3）①根据图象数据，前20min内，v（NH₃）=

△C

△t

=

1

20

=0.05mol/（L?min）；前20min内，生成氨气的物质的量为1mol/L×0.5L=0.5mol，所以放出的热量为0.5×46=23KJ；
②第45分钟时，氨气的浓度变大，氢气和氮气的浓度都变小，说明平衡向正反应方向移动，所以改变的条件是降低体系温度；
③第25分钟时，氨气的浓度由1.00mol/L变为0，说明改变的条件是将NH₃从反应体系中分离出去，所以K₁=K₂，又因为45分钟时，改变的条件是降低体系温度，平衡向正反应方向移动，所以K₃＞K₁=K₂．

解答： 解：（1）根据图象分析，图中A、C分别表示反应物总能量和生成物总能量；因为催化剂降低活化能，所以使用催化剂，会使图中B点降低；
故答案为：反应物总能量；生成物总能量；降低；
（2）已知N₂（g）与H₂（g）反应生成1mol NH₃（g），放出46kJ的热量，图象是表示的是反应N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）能量变化，所以生成2mol氨气放热92kJ，热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ/mol；
故答案为：-92；    
（3）①根据图象数据，前20min内，v（NH₃）=

△C

△t

=

1

20

=0.05mol/（L?min）；前20min内，生成氨气的物质的量为1mol/L×0.5L=0.5mol，所以放出的热量为0.5×46=23KJ，故答案为：0.050 mol/（L?min）；　23 kJ；
②第45分钟时，氨气的浓度变大，氢气和氮气的浓度都变小，说明平衡向正反应方向移动，所以改变的条件是降低体系温度，故答案为；降低体系温度；
③第25分钟时，氨气的浓度由1.00mol/L变为0，说明改变的条件是将NH₃从反应体系中分离出去，所以K₁=K₂，又因为45分钟时，改变的条件是降低体系温度，平衡向正反应方向移动，所以K₃＞K₁=K₂，故答案为：K₃＞K₁=K₂．

点评：本题考查对能量变化图的分析以及外界条件对化学平衡的影响，以及有关物质的量的计算，题目难度中等．要注意平衡常数只与温度有关．