Question

【題目】氨是化學實驗室及化工生產中的重要物質，應用廣泛。

（1）已知25℃時，存在以下反應：

①N2（g）+O2（g） 2NO（g） △H1=+183 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（1） △H2=-571. 6 kJ·mol-1

③4NH3（g）+5O2（g） =4NO（g）+6H2O（1） △H3=-1164.4 kJ·mol-1

則合成氨的反應N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=____________kJ·mol-1。

（2）在恒溫恒容容積為1 L的密閉容器中進行合成氨的反應，起始加入N2：1.0 mol、H2：3.0 mol。

①該溫度下合成氨反應的平衡常數表達式為__________________。

②若其它條件不變增大壓強，則合成氨反應的化學平衡常數_____________（填“變大”、“變小”或“不變”）；

③經過2min達到化學平衡狀態(tài)時測得H2的濃度為1.8mol/L，則平均化學反應速率v（NH3）_____________，氫氣的轉化率為________________。

④下圖表示合成氨反應中H2 （g）的平衡轉化率隨溫度的變化關系，判斷P1_____P2（填“>”“ <”或“ = ”），并簡述理由：__________________。

Answer 1

【答案】 -92.2 不變 0.4 mol·L-1·min-1 40% < 當溫度一定時，壓強越大，平衡正向移動，氫氣轉化率越大

【解析】（1）已知反應①N2（g）+O2（g） 2NO（g） △H1=+183 kJ·mol-1；②2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H2=-571. 6 kJ·mol-1；③4NH3（g）+5O2（g） =4NO（g）+6H2O（1） △H3=-1164.4 kJ·mol-1。由①+② -③ 得，N2（g）+3H2（g）2NH3（g），則合成氨的反應的△H=(+183 kJ·mol-1)+ (-571. 6 kJ·mol-1)- (-1164.4 kJ·mol-1)= -92.2 kJ·mol-1。

（2）在恒溫恒容容積為1 L的密閉容器中進行合成氨的反應，起始加入1.0 mol N2和3.0 mol H2，則N2和H2的起始濃度分別為1.0 mol/L和3.0 mol/L。

①該溫度下合成氨反應的平衡常數表達式為。

②化學平衡常數只與溫度有關，若其它條件不變增大壓強，則合成氨反應的化學平衡常數不變；

③經過2min達到化學平衡狀態(tài)時測得H2的濃度為1.8mol/L，則平均化學反應速率v（NH3）= v（H2）= mol·L-1·min-1 =0.4 mol·L-1·min-1 ，氫氣的轉化率為。

④合成氨反應是一個氣體分子數減少的反應，在相同溫度下，壓強越大，反應物的轉化率越大。由圖可知，在相同溫度下，壓強為P2對應的氫氣的轉化率較大，因此可以判斷P1 < P2。