Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，其單質及化合物在工農業生產、生活中有著重要作用．
（1）一定溫度下，在1L容積恒定的密閉容器中充入2mol N₂和8mol H₂并發生反應．10min達平衡，測得氨氣的濃度為0.4mol/L，此時氮氣的轉化率為

10%

．若想提高氨氣的產率，根據化學平衡移動原理，提出合理的建議（寫出一條即可）

增大反應物濃度（或降低溫度，或增大壓強，或及時轉移走生成的氨）

．
（2）如圖是1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應生成1mol CO₂（g）和1mol NO（g）過程中能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學方程式

NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1

．
（3）在容積恒定的密閉容器中，進行如下反應：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其平衡常數K與溫度T的關系如下表：

T/K	398	498
平衡常數K	K1	K2

①該反應的平衡常數表達式：K=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

；
②試判斷K₁

＞

K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）；
③NH₃（g）燃燒的方程式為4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（l），已知：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-483.6kJ/mol
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.8kJ/mol
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.0kJ/mol
請計算NH₃（g）的燃燒熱

282.8kJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）根據氨氣的濃度計算氮氣的濃度變化量，氮氣的轉化率=

氮氣濃度變化量

氮氣的起始濃度

×100%；
提高氨氣的產率，可以改變條件使平衡向正反應方向移動；
（2）根據能量變化圖，反應熱等于正反應的活化能減去逆反應的活化能；
（1）①平衡常數等于生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度的冪次方乘積，據此書寫；
②該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數減��；
③根據蓋斯定律構造目標熱化學方程式，據此計算燃燒熱，注意氨氣的系數為1，生成的水為液態．

解答：解：（1）10min達平衡，測得氨氣的濃度為0.4mol/L，則氮氣的濃度變化量為0.4mol/L×

1

2

=0.2mol/L，故氮氣的轉化率=

0.2mol/L

2mol/L

×100%=10%；
增大反應物濃度，降低溫度，增大壓強，或及時轉移走生成的氨，都可以使平衡向正反應方向移動，氨氣的產率提高，
故答案為：10%；增大反應物濃度（或降低溫度，或增大壓強，或及時轉移走生成的氨）；
（2）該反應的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，所以熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（3）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數表達式k=

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

，
故答案為：

c2(NH3)

c(N2)×c3(H2)

；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，所以K₁＞K₂，
故答案為：＞；
③NH₃（g）燃燒的方程式為4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（l），已知：
Ⅰ、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-483.6kJ/mol
Ⅱ、N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.8kJ/mol
Ⅲ、N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.0kJ/mol
根據蓋斯定律，Ⅱ×2-Ⅲ×2+Ⅰ×3得：4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（l），△H=2×67.8kJ/mol
-2×（-92.0kJ/mol）+3×（-483.6kJ/mol）=-1131.2kJ/mol，
故氨氣的燃燒熱為

1131.2kJ/mol

4

=282.8kJ/mol，
故答案為：282.8kJ/mol．

點評：本題主要考查了化學平衡的有關計算、化學平衡影響因素、化學平衡常數，反應熱的計算等，難度中等，（3）中燃燒熱的計算為易錯點，學生容易根據蓋斯定律計算反應熱，忽略燃燒熱．