氨的合成是重要的一项化工生产．已知合成氨有关能量变化的图象如图1．(1)反应 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92KJ/mol,(2)化学反应可视为旧健断裂和新键形成的过程.化学键的键能是形成1mol化学键时释放出的能量．现提供以下化学键的键能(kJ•mol-1):H-H:436.N≡N:946.则N-H的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．氨的合成是重要的一项化工生产．已知合成氨有关能量变化的图象如图1．

（1）反应 N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol；
（2）化学反应可视为旧健断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）出的能量．现提供以下化学键的键能（kJ•mol^-1）：H-H：436，N≡N：946，则N-H的键能是
391kJ•mol^-1；
（3）在一定条件下按图2实线I进行，改变某条件按图2虚线II进行，则该条件可能是加入催化剂；
（4）在一个密闭容器中加入1molN₂、3mol H₂，一定条件下充分反应，其热效应始终小于92kJ，请说明原因可逆反应不能完全转化；
（5）在一个密闭容器中加入amolN₂、bmol H₂，达到平衡时n（N₂）：n（H₂）=1：3，则a：b=1：3．
（6）在一个5L密闭容器中加入8molN₂、22mol H₂，2min内v（N₂）=0.2mol•L^-1•min^-1，5min后达化学平衡，维持温度不变平衡时压强是反应前的11/15.2min和平衡时n（NH₃）分别是4mol和8mol．（写出此结果的计算过程）

分析（1）从图象可知，反应物能量高于生成物，反应放热，△H=生成物能量和-反应物能量和；
（2）据△H=反应物键能和-生成物键能和求算；
（3）反应的活化能降低了，催化剂能够降低反应的活化能；
（4）焓变是生成物与反应物能量差，可逆反应不能完全转化，放热比焓变小；
（5）合成氨反应中氮气和氢气的物质的量之比为1：3，平衡时为1：3，说明加入的反应物之比一定为1：3；
（6）在一个5L密闭容器中加入8molN₂、22mol H₂，2min内v（N₂）=0.2mol•L^-1•min^-1，所以2min内消耗氮气为0.2×5×2=2mol，根据N₂+3H₂?2NH₃所以生成氨气为4mol，则2minn（NH₃）是4mol，
5min后达化学平衡，则根据
   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）设反应转换xmol氮气，则有
开始 8      22       0
转换 x      3x       2x
平衡8-x     22-3x    2x
根据平衡时压强之比等于物质的量之比列方程计算．

解答解：（1）从图象可知，△H=生成物能量和-反应物能量和=-92KJ/mol，故答案为：-92KJ/mol；
（2）△H=反应物键能和-生成物键能和，-92KJ/mol=3×436KJ/mol+946KJ/mol-6×Q（N-H），所以Q（N-H）=391KJ/mol，故答案为：391；
（3）实线I比虚线II的活化能高，其他相同，说明使用了催化剂，因为催化剂是通过降低反应的活化能加快反应速率的，故答案为：加入催化剂；
（4）可逆反应的反应物不能完全转化，放热就少，故答案为：可逆反应不能完全转化；
（5）合成氨反应中氮气和氢气的物质的量之比为1：3，平衡时为1：3，说明加入的反应物之比一定为1：3，所以a：b=1：3，故答案为：1：3；
（6）在一个5L密闭容器中加入8molN₂、22mol H₂，2min内v（N₂）=0.2mol•L^-1•min^-1，所以2min内消耗氮气为0.2×5×2=2mol，根据N₂+3H₂?2NH₃所以生成氨气为4mol，则2minn（NH₃）是4mol，
5min后达化学平衡，则根据
   N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）设反应转换xmol氮气，则有
开始 8      22       0
转换 x      3x       2x
平衡8-x     22-3x    2x
因为平衡时压强是反应前的11/15，所以$\frac{8-x+22-3x+2x}{8+22}$=$\frac{11}{15}$，解得x=4mol
所以平衡时n（NH₃）为4×2=8mol，故答案为：4mol；8mol．

点评本题考查了焓变的两种求算方法、催化剂对反应的影响、可逆反应的反应热、速率正比等于化学计量数之比，题目难度不大．

练习册系列答案

4．

某课外活动小组模拟工业制备纯碱，方案如下：
（一）实验原理：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NaHCO₃↓+NH₄Cl
向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后通入二氧化碳，析出溶解度较小的碳酸氢钠．
（二）实验装置：所需实验药品和装置如图所示：
（三）实验步骤
（1）搭好装置，然后应该进行的操作是检验装置的气密性．
（2）中间的烧瓶中加入20mL饱和食盐水，并将其浸入冰水中；D中加入足量氢氧化钠固体，E中加入足量浓氨水；B中加入足量碳酸钙粉末，A中加入足量稀硫酸于（可分多次加入）．仪器A的名称是分液漏斗，选择用稀硫酸而不用稀盐酸的好处是盐酸易挥发，CO₂中混入HCl．
（3）先打开K₂（填K₁或K₂），将装置A或E中的试剂慢慢加入圆底烧瓶，烧瓶中产生气体的原理是氢氧化钠遇水放热，同时电离出大量OH^-离子，使NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-平衡逆向移动，产生氨气．大约20分钟左右时，观察到饱和食盐水上方有大量的白雾现象时，再打开K₁（填K₁或K₂），将装置A或E中的试剂慢慢加入圆底烧瓶，大约5分钟即有浑浊出现，约15分钟出现大量白色固体．
（四）纯碱制备：
（4）上述实验结束后，欲得到纯碱，将固体过滤、洗涤后，还需进行的操作是加热（或灼烧）（不加任何其它试剂，装置任选），反应的化学方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；若将上述操作产生的气体全部通过浓硫酸，再通过足量的过氧化钠，过氧化钠增重0.28g，则制得的纯碱质量为1.06g．

1．某温度时，在1.0L密闭容器内加入 2.0mo1SO₂和1.0mo1O₂，发生反应：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
请回答：
（1）反应进行2min后，测得SO₂为1.4mol，则2min内v（SO₃）=0.3mol/（L•min）．
（2）若升高温度能使化学平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热（填“放热”或“吸热”）反应．
（3）反应进行8min后达平衡，测得c（SO₃）=8c（O₂），则SO₂的平衡转化率是80%．
（4）该温度下，此反应的平衡常数K的表达式为K=$\frac{c{\;}^{2}（SO{\;}_{3}）}{c{\;}^{2}（SO{\;}_{2}）•c（O{\;}_{2}）}$，在该温度下K的数值是80．

8．将固体A置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①A（s）?B（g）+C（g）；
②2C（g）?D（g）+E（g）．
达到平衡时，c（D）=0.5mol•L^-1，c（C）=4mol•L^-1，则此温度下反应①的平衡常数为（　　）

18．钠和钾是活泼的碱金属元素，钠和钾及其化合物在生产和生活中有广泛应用．
（1）将0.01mol下列物质①Na₂O₂②Na₂O　③Na₂CO₃④NaCl分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是（溶液体积变化忽略不计）①=②＞③＞④；
（2）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应的化学方程式为N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O．肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．该电池放电时其负极的电极反应式是N₂H₄+4OH^--4e-=4H₂O+N₂；
（3）现有一Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物样品，取ag该混合物充分加热，减重bg，则该混合物样品中Na₂CO₃的质量分数是$\frac{62a-168b}{62a}$；
（4）钠-钾合金可在核反应堆中用作热交换液．5.05g钠-钾合金溶于200mL水生成0.075mol氢气．则该溶液中氢氧根离子的物质的量浓度是0.75（mol/L）（忽略溶液体积变化）．

5．某烃2.8g，在氧气中燃烧生成4.48L（标准状况）二氧化碳，3.6g水，它的相对分子质量是氢气的14倍，求此烃的化学式C₂H₄，写出它的结构简式CH₂=CH₂．

2．在钢铁表面进行烤蓝（蓝色物质为Fe₃O₄，也可表示为FeFe₂O₄）的原理如下：
①3Fe+NaNO₂+5NaOH═3Na₂FeO₂+H₂O+NH₃↑
②Na₂FeO₂+NaNO₂+H₂O═Na₂Fe₂O₄+NH₃↑+NaOH（未配平）
③Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂O═Fe₃O₄+4NaOH
下列说法中不正确的是（　　）

	A．	反应②配平后，H₂O的化学计量数为5
	B．	Fe₃O₄既可看作是氧化物，又可看作是亚铁盐
	C．	反应③中，Na₂Fe₂O₄是氧化剂，Na₂FeO₂是还原剂
	D．	碱性条件下，NaNO₂的氧化性比Na₂FeO₂强

3．下列说法正确的是（　　）

	A．	合成氨反应中，断开1molN≡N键，同时生成6molN-H键，达化学平衡状态
	B．	有气体参与的可逆反应中，当反应容器中的压强保持不变时，达到化学平衡状态
	C．	当反应物或生成物在混合物中的百分含量保持不变时，即达到化学平衡状态
	D．	工业生产中采用高温是因为高温下反应物的转化率比低温时高

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