Question

【题目】工业合成氨的原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，请回答下列问题：

（1）已知拆开1mol H﹣H键、1mol N≡N、1mol N﹣H键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ、391kJ。则由N2和H2反应生成1mol NH3需要放出_________的热量。

（2）若N2、H2、NH3的起始浓度依次为0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，浓度分别是a、b、c（mol/L），则各物质的浓度有可能的是___________。

A．c=0.5mol/L B．b=0.5mol/L

C．c=0.4mol/L D．a=0.3mol/L

（3）若在2L密闭容器中，充入1 mol N2和3mol H2，2min时达到平衡。测得平衡时N2的浓度为0.3 mol/L。

①2min内v（NH3）=___________。

②平衡时容器的压强与起始时压强之比___________。

Answer 1

【答案】 46kJ B 0.2mol/（L·min） 4：5

【解析】分析：（1）根据ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量解答；

（2）根据合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物判断；

（3）根据三段式计算。

详解：（1）已知拆开1mol H﹣H键、1mol N≡N、1mol N﹣H键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ、391kJ，则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝（946+3×436－2×3×391）kJ/mol＝－92kJ/mol，所以由N2和H2反应生成1molNH3需要放出92kJ/mol×1/2×1mol＝46kJ的热量。

（2）若N2、H2、NH3的起始浓度依次为0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，浓度分别是a、b、c（mol/L），如果反应向正反应方向进行，假设反应物能完全转化，则

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始浓度（mol/L） 0.2 0.3 0.2

转化浓度（mol/L） 0.1 0.3 0.2

平衡浓度（mol/L） 0.1 0 0.4

如果反应向逆反应方向进行，假设反应物能完全转化，则

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始浓度（mol/L） 0.2 0.3 0.2

转化浓度（mol/L） 0.1 0.3 0.2

平衡浓度（mol/L） 0.3 0.6 0

由于是可逆反应，则0.1＜a＜0.3、0＜b＜0.6、0＜c＜0.4，所以选项ACD均是不可能的，答案选B；

（3） N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始浓度（mol/L） 0.5 1.5 0

转化浓度（mol/L） 0.2 0.6 0.4

平衡浓度（mol/L） 0.3 0.9 0.4

①2min内v（NH3）=0.4mol/L÷2min＝0.2mol/（L·min）；

②相同条件下压强之比是物质的量之比，也是气体的浓度之比，则平衡时容器的压强与起始时压强之比为。