Question

8．氢气用于工业合成氨  N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.2kJ•mol^-1．

①一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N₂和H₂反应达到平衡后，改变某一外界条件，正逆反应速率与时间的关系如图所示，其中t₄﹑t₅﹑t₇时刻对应的实验条件改变分别是
t₄加入催化剂．
t₅减小NH₃浓度．
t₇降温．
②温度为T℃时，将2nmolH₂和nmolN₂放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%，此时放出热量46.1kJ．则n=1．

Answer 1

分析 ①一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N₂和H₂反应达到平衡后，改变某一外界条件，正逆反应速率与时间的关系如图所示，其中t₄﹑t₅﹑t₇时刻对应的实验条件改变分别是t₄正逆反应速率同时增大相同的倍数，所以使用催化剂；t₅时平衡正向移动，但逆反应的速率突然减小，所以减小生成物的浓度；t7时刻正逆反应速率都减小，且反应向正反应方向进行，说明是降低温度；
②由反应方程式可知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.2kJ•mol^-1，1mol的氮气与3mol的氢气完全反应放出92.2Kj的热量，而此时放出热量46.1kJ，所以参加反应的氮气的物质的量为$\frac{46.1}{92.2}$=0.5mol，即n×50%=0.5mol．

解答 解：①一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N₂和H₂反应达到平衡后，改变某一外界条件，正逆反应速率与时间的关系如图所示，其中t₄﹑t₅﹑t₇时刻对应的实验条件改变分别是t₄正逆反应速率同时增大相同的倍数，所以使用催化剂；t₅时平衡正向移动，但逆反应的速率突然减小，所以减小生成物的浓度；t7时刻正逆反应速率都减小，且反应向正反应方向进行，说明是降低温度，平衡正向进行，
故答案为：t₄ 加入催化剂；t₅ 减小NH₃浓度；t₇ 降温；        
②由反应方程式可知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.2kJ•mol^-1，1mol的氮气与3mol的氢气完全反应放出92.2Kj的热量，而此时放出热量46.1kJ，所以参加反应的氮气的物质的量为$\frac{46.1}{92.2}$=0.5mol，即n×50%=0.5mol，解之得n=1mol，
故答案为：1．

点评 本题考查了化学反应热的计算，和图象的分析，化学平衡的移动及影响因素，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握反应的特征，结合图象的曲线变化解答该题．题目综合性强，较难．