Question

氨在工农业生产中应用广泛．在压强为30MPa时，合成氨平衡混合气体中NH₃的体积分数如下：

温度/℃	200	300	400	500	600
氨含量/%	89.9	71.0	47.0	26.4	13.8

请回答：
（1）根据表中数据分析，该反应是

 

反应．（“吸热”或“放热”）
（2）在一定温度下，将2mol N₂和6mol H₂通入到体积为2L的密闭容器中，发生反应N₂+3H₂?2NH₃，2min达到平衡状态时，H₂转化率是50%，该温度下的平衡常数K=

 

（用分数表示）；欲使K增大，可以采取的措施是

 

．
（3）从化学平衡移动的角度分析，提高H₂转化率可以采取的措施是

 

（选填序号字母）
a、及时分离出NH₃
b、升高温度
c、增大压强             
d、使用催化剂
（4）NH₃也能分解为N₂和H₂，在相同条件下，测得分解后混合气体密度为分解前的

2

3

，则氨的分解率为

 

．
（5）根据图的能量变化，求下列反应的反应热．
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（l）△H=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据图表数据分析判断，平衡常数随温度升高减小，说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应；
（2）依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算，平衡常数随温度变化；
（3）提高H₂转化率可以采取的措施，平衡正向进行，结合平衡移动原理分析判断；
（4）相同条件下，密度之比等于摩尔质量之比，混合气体总质量不变，分解后混合气体密度为分解前的

2

3

，则分解后混合气体总物质的量为分解前的

3

2

倍，假设分解前NH₃为1mol，发生分解的NH₃为xmol，根据方程式进行计算解答；
（5）图象分析结合热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态和对应反应的焓变，生成1mol液态氨气放热（a-b-c）KJ．

解答： 解：（1）图表数据分析判断，平衡常数随温度升高减小，说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，故答案为：放热；
（2）2min达到平衡状态时，H₂转化率是50%，则消耗的H₂的物质的量为3mol，
               N₂ +3H₂ ?2NH₃，
开始（mol/L）：1      3     0
变化（mol/L）：0.5    1.5   1
平衡（mol/L）：0.5    1.5   1
答：H₂的平均反应速率为3mol∕L．s．
化学平衡常数K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

12

0.5×1．53

=

16

27

；
俗使K增大，则平衡正向移动，而该反应为放热反应，所以降低温度，平衡向放热的方向移动，即正向移动，
故答案为：

16

27

；降低温度；
（3）反应为N₂+3H₂?2NH₃ △H＜0，提高H₂转化率，应使平衡向正反应方向移动，则
a．及时分离出NH₃，平衡正向移动，H₂转化率提高，故a正确；
b．升高温度，平衡向吸热的方向移动，即逆反应方向移动，H₂转化率降低，故b错误； 
c．增大压强，平衡向气体体积减少的方向移动，即正向移动，H₂转化率提高，故c正确； 
d．使用催化剂，平衡不移动，H₂转化率不变，故d错误；
故选：ac；
（4）相同条件下，密度之比等于摩尔质量之比，混合气体总质量不变，分解后混合气体密度为分解前的

2

3

，则分解后混合气体总物质的量为分解前的

3

2

倍，假设分解前NH₃为1mol，则分解后总物质的量=1mol×

3

2

=1.5mol，则：
2NH₃=N₂+3H₂ 物质的量增大
2             2
xmol          1.5mol-1mol=0.5mol
故2：2=xmol：0.5mol，解得x=0.5，
故氨气的分解率=

0.5mol

1mol

×100%=50%，
故答案为：50%；
（5）图象分析可知，生成1mol液态氨气放热（a-b-c）KJ，生成2mol氨气放热2（a-b-c）kJ，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（l）△H=2（a-b-c）kJ?mol^-1；
故答案为：-2（b+c-a）kJ?mol^-1或2（a-b-c）kJ?mol^-1．

点评：本题考查热化学方程式有关计算，化学平衡计算应用，难度不大，根据密度关系确定分解恰好气体物质的量关系是关键．