题目内容

氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,工业上合成氨反应通常用铁触媒作催化剂,反应方程式为:N2+3H2?2NH3△H<0.
(1)已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1,拆开1mol H-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、946kJ,则拆开1molN-H键需要的能量是
 
.
(2)合成氨反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
 
(填字母序号).
A.c(H2)减小        
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.NH3的物质的量增加   
D.平衡常数K增大  E.平衡向正方向移动
(3)如图1所示,在甲、乙两容器中分别充入1molN2和3molH2,使甲、乙两容器初始容积相等.在相同温度下发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中H2的转化率随时间变化的图象如图2所示,请在图2中画出乙容器中H2的转化率随时间变化的图象.
(4)若反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)在一容积固定不变的容器内进行,并维持反应过程中温度不变.反应达到平衡后.
①增大NH3的浓度,达到平衡,NH3的体积分数
 
(填“增大”“减小”或“不变”).
②若平衡从正向建立,且起始时N2与H2的物质的量分别为amol、bmol,当a:b=
 
时,达到平衡后NH3的体积分数最大.
考点:化学平衡的计算,有关反应热的计算,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)焓变利用键能求算时,△H=反应物键能和-生成物键能和,据此分析;
(2)相当增加压强,平衡正向移动;
(3)乙平衡时体积缩小,相当于甲平衡时增大压强;
(4)①在容积固定不变的容器内进行,增大NH3的浓度,相当于在原平衡的基础上增大压强;
②若平衡从正向建立,要想达平衡时生成物的体积分数最大,则投料量之比应等于反应物的化学计量数之比.
解答: 解:(1)设1mol N-H键需要的能量是xKJ,由△H=反应物键能和-生成物键能和,得-92kJ=436kJ×3+946kJ-6x,解得:x=391KJ,故答案为:391KJ;
(2)平衡后将容器的容积压缩到原来的
1
2
,相当增加压强,
A.体积压缩到原来的一半,如果平衡不移动,氢气浓度应原来的2倍,平衡正向移动,移动的结果是减弱而不是抵消,所以浓度应在原平衡的基础上增加,故A不选;B.正、逆反应速率都加快,故B不选;
C.平衡正向移动,NH3的物质的量增加,故C选;
D.平衡常数K仅与温度有关,所以不变,故D错误;
E.平衡后将容器的容积压缩到原来的
1
2
,相当增加压强,平衡向正方向移动,故E选;
故答案为:CE;
(3)乙平衡时体积缩小,相当于甲平衡时增大压强,反应速率加快,达平衡时缩短,氢气的转化率增加,所以,故答案为:;
(4)①在容积固定不变的容器内进行,增大NH3的浓度,相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,NH3的体积分数增大,故答案为:增大;
②若平衡从正向建立,要想达平衡时生成物的体积分数最大,则投料量之比应等于反应物的化学计量数之比,所以a:b=1:3,故答案为:1:3.
点评:本题考查通过反应物和焓变求算生成物的键能大小的方法,化学平衡移动的问题等,侧重于化学平衡移动的综合考查,题目难度中等.
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