题目内容

6．工业合成氨反应：N2+3H2?2NH3是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂．
（1）已知1mol N2完全反应生成NH3可放出92kJ热量．如果将1mol N2和3mol H2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化．
（2）实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10min后，生成10mol NH3，则用N2表示的化学反应速率为0.25mol/（L•min）．
（3）一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是ac．
a．正反应速率和逆反应速率相等         b．正反应速率最大，逆反应速率为0
c．该条件下，N2的转化率达到最大值    d．N2和H2的浓度相等
e．N2、H2和NH3的体积分数相等        f．恒容时体系密度保持不变
（4）在四个不同容器中，不同条件下进行合成氨反应．根据在相同时间内测定的结果，判断该反应的速率由大到小的顺序是A＞C=D＞B（用编号填写）．
A．V（NH3）=0.5mol•L-1-•min-1           B．V（H2）=0.3mol•L-1-•min-1
C．V（N2）=0.2mol•L-1-•min-1　　 　　   D．V（H2）=0.01mol•L-1-•s-1
（5）如图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中正确的是（2）（4）．

分析 （1）合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化；
（2）根据v（NH3）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$结合反应速率之比等于系数之比求算；
（3）化学平衡状态是正逆反应速率相等，各组分浓度保持不变的状态，反应达到最大限度，据此分析；
（4）同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比；先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，从而确定选项，注意单位是否相同；
（5）（1）氯化铵不稳定受热易分解，但是氨气与氯化氢遇冷又极易反应生成氯化铵固体；
（2）CaO遇水生成Ca（OH）2，同时放出大量热量，有利于氨气的生成；
（3）固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜；
（4）浓氨水易挥发，加热能够促进氨气的逸出．

解答 解：（1）合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化，所以将1mol N2和3mol H2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值
故答案为：合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化；
（2）v（NH3）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{10mol}{2L}}{10min}$=0.5mol/（L•min），又反应速率之比等于系数之比，所以v（N2）=$\frac{1}{2}$v（NH3）=$\frac{1}{2}$×0.5mol/（L•min）=0.25mol/（L•min），
故答案为：0.25mol/（L•min）；
（3）a．正反应速率和逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，故正确； 
b．正反应速率最大，逆反应速率为0，是指反应开始时的状态，反应没有达到平衡状态，故错误；
c．N2的转化率达到最大值，说明反应达到平衡状态，故正确； 
d．N2和H2的浓度相等，反应不一定达到平衡状态，故错误； 
e．N2、H2和NH3的体积分数相等，与平衡状态无关，故错误；
f．因为反应前后质量不变，则恒容时体系密度一直保持不变，与平衡状态无关，故错误；
故答案为：ac；
（4）反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），以氢气的反应速率为标准进行判断；
A、V（NH3）=0.5mol/（L•min），反应速率之比等于其计量数之比，所以ν（H2）=0.75mol/（L•min）；
B、ν（H2）=0.3mol/（L•min）；
C、ν（N2）=0.2mol/（L•min），反应速率之比等于其计量数之比，所以ν（H2）=0.6mol/（L•min）；
D、ν（H2）=0.01mol/（L•S）=0.6mol/（L•min）．
所以该反应的速率由大到小的顺序是A＞C=D＞B；
故答案为：A＞C=D＞B；
（5）（1）氯化铵不稳定受热易分解，但是氨气与氯化氢遇冷又极易反应生成氯化铵固体，不能用于制备氨气，故错误；
（2）向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca（OH）2，同时放出大量热量，有利于浓氨水中的氨气逸出，故正确；
（3）固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气需试管口应略向下倾斜，故错误；
（4）浓氨水易挥发，加热能够促进氨气的逸出，可以用来制备氨气，故正确；
故选：（2）（4）．

点评 本题考查了可逆反应的焓变、化学反应速率的计算及大小比较、化学平衡状态的判断以及氨气的实验室制备方法，掌握氨气的制备原理和化学性质是解答的关键，题目难度不大．

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所用
装置
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