Question

【題目】氮的固定是幾百年來科學家一直研究的課題。

（1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業固氮的部分K值。

反應	大氣固氮 N2 (g)+O2 (g)2NO(g)		工業固氮 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)
溫度/℃	27	2000	25[	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析數據可知：大氣固氮反應屬于__________（填“吸熱”或“放熱”）反應。

②分析數據可知：人類不適合大規模模擬大氣固氮的原因__________。

③從平衡視角考慮，工業固氮應該選擇常溫條件，但實際工業生產卻選擇500℃左右的高溫，解釋其原因_______________________。

（2）工業固氮反應中，在其他條件相同時，分別測定N2的平衡轉化率在不同壓強（р1、р2）下隨溫度變化的曲線，下圖所示的圖示中，正確的是______（填“A”或“B”）；比較р1、р2的大小關系_______。

（3）近年，又有科學家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路，反應原理為：2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)，則其反應熱ΔH＝___________________。

（已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1

2H2(g) +O2(g)2H2O(l) △H＝－571.6kJ·mol－1 ）

Answer 1

【答案】（1）①吸熱；②K值小，正向進行的程度小（或轉化率低），不適合大規模生產；③從反應速率角度考慮，高溫更好，但從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適

（2）A；р2＞р1

（3）+1530 kJ·mol－1

【解析】試題分析：（1）①大氣固氮中，K隨溫度的升高而增大，表明升高溫度，平衡向正反應方向移動，正反應為吸熱反應；②27℃時K值太小，化學反應進行的程度小，不適合大規模生產；③工業固氮選擇500℃左右，因為考慮到催化劑的活性和生產成本；

（2）根據工業固氮的K隨溫度變化，該反應為放熱過程，所以A圖正確；正反應為氣體體積減小的反應，所以壓強大N2的轉化率高，所以p2>p1；

（3）根據已知條件：①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1；②2H2(g) +O2(g)2H2O(l) △H＝－571.6kJ·mol－1，將①X2- ②X3得到2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)，根據蓋斯定律有：△H ="+1530kJ/mo" 1.