氨是最重要的化工产品之一．(1)合成氨工业中.合成塔中每消耗3mol H2.放出92.2kJ热量．①工业合成氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol．②若起始时向容器内放入1mol N2和3mol H2.达平衡后N2的转化率为20%.则反应放出的热量为Q1 kJ.则Q1的数值为18.44,若在同体积的容� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．

氨是最重要的化工产品之一．
（1）合成氨工业中，合成塔中每消耗3mol H₂，放出92.2kJ热量．
①工业合成氨的热化学方程式是N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol．
②若起始时向容器内放入1mol N₂和3mol H₂，达平衡后N₂的转化率为20%，则反应放出的热量为Q₁ kJ，则Q₁的数值为18.44；若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，达平衡后放出的热量为Q₂ kJ，则Q₂＞ 2Q₁（填“＞”、“＜”或“=”）
③已知：1mol N-H键断裂吸收的能量约等于391_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c（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“＜”）

分析（1）①依据热化学方程式的书写方法分析书写；
②依据化学平衡计算生成氨气物质的量，结合热化学方程式计算Q₁，若在同体积的容器中充入2mol N₂和6molH₂，可以看作在原来平衡中加入1mol氮气和3mol氢气，相当于增大压强，平衡正向进行计算分析达平衡后放出的热量为Q₂kJ；
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N-H键断裂吸收的能量；
（2）①对于放热反应，温度越高，平衡逆向移动，反应平衡常数越小；
②根据平衡状态的判断依据判断；
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合成塔中每每消耗3mol H₂，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如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，反应焓变△H=335KJ/mol-427.2KJ/mol=-92.2KJ/mol，
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2KJ/mol
1 3 0
0.2 0.6 0.4
生成0.4mol氨气放热=$\frac{0.4mol}{2mol}$×92，2KJ=18.44KJ；
若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，可以看作在原来平衡中加入1mol氮气和3mol氢气，相当于增大压强，平衡正向进行达平衡后放出的热量Q₂ 大于2Q1；
故答案为：18.44；＞；
③合成氨工业中：3H₂+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，反应2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）的化学平衡常数K的值和反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常数呈倒数，所以K=$\frac{1}{0.5}$=2；
容器的体积为0.5L，N₂、H₂和NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol时，400℃时，浓度商Q_c=$\frac{{4}^{2}}{4×{2}^{3}}$=0.5＜2，因此有v（N₂）_正＞v（N₂）_逆；
故答案为：＞．

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．

练习册系列答案

6．在恒温条件下，体积固定的密闭容器中，进行可逆反应A（s）+3B（g）?3C（g），下列不能说明可逆反应达到平衡状态的是（　　）

	A．	B的浓度不再变化
	B．	混合气体的压强不再变化
	C．	混合气体的密度不再变化
	D．	混合气体的平均相对分子质量不再改变

3．将Na₂O₂分别投入到含有下列离子的溶液中，离子浓度明显减小的是（　　）
①S^2-　②SO₃^2-　③HCO₃^-　④Fe²⁺　⑤CO₃^2- ⑥SO₄^2-⑦CH₃COO^-　⑧NH₄⁺．

10．

铁及其化合物在生产生活中具有重要的作用．
（1）Fe²⁺易被吸收，给贫血者补铁时，应给予亚铁盐，某补铁口服液中的铁是Fe²⁺，某学生向其中加入NaOH溶液，则他应该观察到的现象是先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，该过程中的化学方程式为Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；另一学生怀疑其中的Fe²⁺可能变质，为验证他的想法，可向该口服液中加入KSCN溶液，若观察到溶液出现红色的现象，则证明已经变质．
（2）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂．
①工业上用FeCl₃、NaOH、NaClO在一定条件下反应制备Na₂FeO₄，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+10 OH^-+3ClO^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-．
②工业上还可用电解浓NaOH溶液的方法制Na₂FeO₄，其工作原理如图所示：
阳极的电极反应式是Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；整个过程中可循环使用的物质是NaOH溶液．

20．美国科学家找到了一种突破目前锂离子电池充电量和充电速度限制的方法，该方法将硅簇置入石墨烯层之间，达到提升电池内部锂离子密度的效果，这种材料制成的新型锂电池充电容量和效率都比普通锂电池提高近十倍，下列有关说法正确的是（　　）

	A．	电池工作时，锂电极为阳极，发生还原反应
	B．	电池充电时，Li⁺向阴极移动
	C．	该电池的化学能可完全转化为电能
	D．	新材料就是碳和硅化合而成的碳化硅材料

7．下列说法中正确的是（　　）

	A．	干冰、液态氯化氢都是电解质
	B．	根据是否具有丁达尔效应，将分散系分为溶液、浊液和胶体
	C．	Na₂O、Fe₂O₃、Al₂O₃既属于碱性氧化物，又属于离子化合物
	D．	Na₂O₂晶体中既含有离子键又含有共价键

4．在体积为2L的密闭容器中通入0.4molSO₂和0.2molO₂发生反应2SO₂+O₂?2SO₃，下列叙述正确的是（　　）

	A．	若反应中加入的是¹⁸O₂，达到平衡后SO₂中不可能含有¹⁸O
	B．	平衡时，SO₃的浓度可能为0.2mol/L
	C．	当不再生成SO₃时反应达到平衡
	D．	温度不变，改变SO₂和O₂的加入量，达到平衡时$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）（C{O}_{2}）}$不变

5．相同浓度的下列溶液：①NH₄Cl、②NH₄HCO₃、③NH₄HSO₄、④（NH₄）₂CO₃中，c（NH₄⁺）由大到小的顺序是（　　）

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