Question

【題目】工業合成氨反應：N2＋3H22NH3是一個放熱的可逆反應，反應條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑。

(1)已知1 mol N2完全反應生成NH3可放出92kJ熱量。如果將1 mol N2和3 mol H2混合，使其充分反應，放出的熱量總小于上述數值，其原因是___________________________________。

(2)實驗室模擬工業合成氨時，在容積為2 L的密閉容器內，反應經過10 min后，生成10 mol NH3，則用N2表示的化學反應速率為_______________。

(3)一定條件下，當合成氨的反應達到化學平衡時，下列說法正確的是_____________。

a．正反應速率和逆反應速率相等 b．正反應速率最大，逆反應速率為0

c．該條件下，N2的轉化率達到最大值 d．N2和H2的濃度相等

e．N2、H2和NH3的體積分數相等 f．恒容時體系壓強保持不變

（4）在四個不同容器中，不同條件下進行合成氨反應。根據在相同時間內測定的結果，判斷該反應的速率由大到小的順序是__________________________（用編號填寫）。

A．V(NH3)=0.5 mol L-1-min-1 B．V(H2)=0.3 mol L-1-min-1

C．V(N2)=0.2 mol L-1-min-1 D．V(H2)=0.01 mol L-1- s -1

Answer 1

【答案】 可逆反應，不會完全進行到底 0.25 mol L-1-min-1 a c f A>C=D>B

【解析】(1)合成氨是可逆反應，反應物不能完全轉化；

(2)v(NH3)= ==0.5mol/(Lmin)，所以v(N2)= ×v(NH3)=0.25mol/(Lmin)；

(3)a．正反應速率和逆反應速率相等，說明反應達到平衡狀態，正確；b．正反應速率最大，逆反應速率為0，是指反應開始時的狀態，反應沒有達到平衡狀態，錯誤；c．N2的轉化率達到最大值，說明反應達到平衡狀態，正確；d．N2和H2的濃度相等，反應不一定達到平衡狀態，錯誤；e．N2、H2和NH3的體積分數相等，與平衡狀態無關，錯誤；f．體積不變，氣體的物質的量是不定值，當恒容時體系壓強保持不變時，說明反應達到平衡狀態，正確；故答案為acf；

(4)反應為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，以氫氣的反應速率為標準進行判斷；A．V(NH3)=0.5mol/(Lmin)，反應速率之比等于其計量數之比，所以ν(H2)=0.75mol/(Lmin)；B．ν(H2)=0.3mol/(Lmin)；C．ν(N2)=0.2mol/(Lmin)，反應速率之比等于其計量數之比，所以ν(H2)=0.6mol/(Lmin)；D．ν(H2)=0.01mol/(LS)=0.6mol/(Lmin)；所以反應的速率由大到小的順序是A>C=D>B。