Question

【題目】合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，500K、30MPa下n(NH3)、n(H2)和n(N2)隨時間變化的關系如圖所示。請回答下列問題：

（1）上圖中屬于氫氣物質的量隨時間變化的曲線是_____________(填“I”、“II”或“Ⅲ”)。

（2）關于t2時刻的說法正確的是______。

A．t2時該反應達到平衡狀態 b．t2時II和III代表的物質反應速率相同

c．t2時氫氣、氮氣與氨氣的反應速率之比為3:1:2 D．t2時氨氣與氫氣的物質的量相同

（3）對于II所代表的物質，其逆反應速率最大的點是__________(填“c”、“d”或“g”)；對于I所代表的物質，其正反應速率最小的點是___________ (填“a”、“e”或“f”)。

（4）其他條件不變，只改變溫度，在改變的這個溫度下反應至t3時刻，此時n(H2)比圖象中的值大，那么該溫度可能是____________(填序號）。

A．673 K B．273 K C．373 K

（5）在密閉容器中充入2 mol N2和6 mol H2，—定條件下建立平衡：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.2kJ/mol，測得 N2 的轉化率為 90%,則在此條件下，反應放出的熱量為___________kJ。若與上述反應的溫度和體積相同時，向密閉容器中充入4 mol NH3，則達平衡后，反應_________(填“放出”或“吸收”）的熱量為___________kJ。

Answer 1

【答案】 III CD g f A 165.96 吸收 18.44

【解析】(1)氫氣是反應物，其物質的量減少，且其減少量與氮氣之比為3：1，可以判斷Ⅲ為氫氣，故答案為：Ⅲ；

(2)t2時刻氫氣和氨氣的物質的量相等，反應未達到平衡狀態。A、反應未達到平衡狀態，故A錯誤；B、t2時刻氫氣和氨氣的物質的量相等，反應速率不同，故B錯誤；C、各物質反應速率之比始終大于化學計量數之比，故C正確；D、t2時刻氫氣和氨氣的物質的量相等，故D正確；故答案為：CD；

(3)合成氨開始后，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，到平衡后，正逆反應速率相等，正反應速率最小，逆反應速率增大，故答案為：g；f；

(4)合成氨是反應放熱，溫度改變后，n(H2)比圖象中的值大，說明平衡逆向移動，溫度升高平衡逆向移動，溫度高于500K，故答案為：A；

(5)參加反應的氮氣的物質的量為90%×2mol=1.8mol，放熱1.8mol×92.2kJ/mol=165.96kJ；在相同容器中充入2mol N2和6mol H2與充入4mol NH3達到平衡狀態后，各物質濃度相同，充入2mol N2和6mol H2時，平衡后氮氣有0.2mol，氫氣有0.6mol、氨氣有3.6mol，則加入4mol氨氣，只反應0.4mol，生成2mol氨氣放熱92.2kJ，分解2mol氨氣吸熱92.2kJ，負極0.4mol氨氣吸熱0.4mol×=18.44kJ，故答案為：165.96；吸收；18.44。