Question

【题目】工业合成氨的反应如下：N2（g）+3H2（g）2NG3（g）． 某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2 ， 一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：

t/s	0	50	150	250	350
n（NH3）	0	0.24	0.36	0.40	0.40

（1）0～50s内的平均反应速率 v（N2）= ．
（2）250s时，H2的转化率为
（3）已知N≡N的键能为946kJ/mol，H﹣H的键能为436kJ/mol，N﹣H的键能为391kJ/mol，则生成1molNH3过程中的热量变化kJ．下图能正确表示该反应中能量变化的是 ．
（4）为加快反应速率，可以采取的措施 a．降低温度 b．增大压强 c．恒容时充入He气d．恒压时充入He气 e．及时分离NH3
（5）下列说法错误的是 a．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率
b．上述条件下，N2不可能100%转化为NH3
c．为了提高N2的转化率，应适当提高H2的浓度
d．250～350s生成物浓度保持不变，反应停止．

Answer 1

【答案】
（1）1.2×10﹣3mol/（L?s）
（2）30%
（3）92；A
（4）b
（5）d
【解析】解：（1）图表中0～50s内氨气的浓度变化为0.24mol，计算氨气的反应速率v（NH3）= =0.0024mol/（Ls），v（NH3）：v（N2）=2：1，v（N2）= =1.2×10﹣3mol/（Ls ）， 所以答案是：1.2×10﹣3mol/（Ls ）；（2）250s时，氨气生成的物质的量为0.40mol，则反应的氢气物质的量=0.6mol，转化率= ×100%= ×100%=30%，
所以答案是：30%；（3）已知N≡N的键能为946kJ/mol，H﹣H的键能为436kJ/mol，N﹣H的键能为391kJ/mol，N2（g）+3H2（g）2NH3（g），生成1molNH3反应过程中能量变化= ×946KJ/moL+ ×436KJ/mol﹣3×391kJ/mol=﹣92KJ/mol，则生成1molNH3过程中的热量变化位92KJ，反应为放热反应，反应物能量高于生成物的能量，反应为放热反应，正确表示该反应中能量变化的是选A，
所以答案是：92；A；（4）a．降低温度，反应速率减小，故a错误；
b．增大压强，反应速率增大，故b正确；
c．恒容时充入He气，总压增大，分压不变，平衡不变，反应速率不变，故c错误；
d．恒压时充入He气，体积增大，压强减小，反应速率减小，故d错误；
e．及时分离NH3 反应正向进行，难度减小反应速率减小，故e错误；
所以答案是：b；
·（5）a．使用催化剂是为了加快反应速率，缩短了反应达到平衡的时间，提高了生产效率，故a正确；
b．上述条件下，反应为可逆反应，N2不可能100%转化为NH3 ， 故b正确；
c．为了提高N2的转化率，应适当提高H2的浓度，提高氮气的转化率，氢气转化率减小，故c正确；
d.250～350s生成物浓度保持不变，反应达到平衡状态，反应仍然进行．只是正逆反应速率相同，故d错误；
所以答案是：d．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．