氨的合成是最重要的化工生产之一.I．工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:① 用焦炭跟水反应: C CO,② 用天然气跟水蒸气反应:CH4 CO 已知有关反应的能量变化如下图.则方法②中反应的ΔH = .Ⅱ．在3个1L的密闭容器中.同温度下.使用相同催化剂分别进行反应:3H22NH3(g).按不同方式投入反应物.保持恒温.恒容.反应达到平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氨的合成是最重要的化工生产之一。

I．工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：

① 用焦炭跟水反应： C(s）+ H2O(g) CO(g）+ H2(g)；

② 用天然气跟水蒸气反应：CH4(g）+ H2O(g） CO (g)+ 3H2(g)

已知有关反应的能量变化如下图，则方法②中反应的ΔH =__________ ___。

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：

3H2(g）+ N2(g）2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	3 mol H2、2 mol N2	6 mol H2、4mol N2	2 mol NH3
达到平衡的时间（min）	t	5	8
平衡时N2的浓度（mol·L-1）	c1	3
N2的体积分数	ω1	ω2	ω3
混合气体密度（g·L-1）	ρ1	ρ2

(1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是

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

(2）甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min (填>、< 或=)

(3）乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率（注明单位）。

(4）分析上表数据，下列关系正确的是________．

a．2c1 =3mol/L b．ω1 = ω2 c．2ρ1 = ρ2

(5）该温度下，容器乙中，该反应的平衡常数K=____ __（用分数表示）（mol/L）－2。

（16分）I．ΔH =（a+3b-c）( 3分）

Ⅱ．(1）c（3分）；

(2）t > 5 （2分）；

(3）0．2 mol·L-1·min-1（2分，数据1分，单位1分）

(4）c（3分）；

(5）K= 4/81（3分）

【解析】

试题分析：I．由图知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g）△H=-akJ/mol ； ①

H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g） △H=-bkJ/mol； ②

CH4(g)+2O2(g)= 2H2O(g)+ CO2(g） △H=-ckJ/mol ③；根据盖斯定律得方法②中反应的ΔH =③-①-②×3=-c-(-a)-(-b)×3=（a+3b-c）kJ/mol；

Ⅱ．(1)a、平衡时容器内N2、H2、NH3的浓度之比不一定为1︰3︰2，错误；b、根据化学方程式得3v（N2）正＝v（H2）逆，错误；c、容器体积不变，一定温度下，随着反应的进行，气体的物质的量在减少，所以容器的压强逐渐减小，当平衡时，压强不再变化，正确；d、根据质量守恒定律，该恒容容器中的气体的密度一直不变，不能判断平衡状态的到达，错误，答案选c。

（2）甲与乙比，反应物的浓度小，所以反应速率慢，达平衡的时间长，则t>5min；

（3）氮气的初始浓度是4mol/L，平衡浓度是3mol/L，所以氮气的浓度减少1mol/L，则乙中氮气的平均反应速率为1mol/L/5min=0．2mol·L-1·min-1

(4)乙与甲比，乙的反应物浓度是甲的2倍，相当于在甲的平衡的基础上又充入3 mol H2、2 mol N2，若平衡不移动，则2c1 =3mol/L，ω1 = ω2，而实际在恒温恒容时增大反应物的浓度平衡正向移动，所以3>2c1，ω2 >ω1 ，ab错误；对于恒容条件下的可逆反应，体系中各物质均是气体，乙中的气体质量是甲中气体质量的2倍，所以乙的密度也是甲的2倍，c正确，答案选c。

(5)根据（3）的计算，消耗氮气1mol/L，消耗氢气3mol/L，则生成氨气2mol/L．该温度下，容器乙中各物质的平衡浓度分别为c（N2）=3mol/L，c（H2）=3mol/L，c（NH3）=2mol/L，所以

K= c（NH3）2/ c（N2）·c（H2）3=4/81（mol/L）－2

考点：考查盖斯定律的应用，化学反应速率的计算，化学平衡状态的判断，不同平衡状态的比较，化学平衡常数的计算