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【題目】氨是最重要的氮肥,是產量最大的化工產品之一。其合成原理為:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,

I. 該反應 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=﹣92.4kJ/mol 在一密閉容器中發(fā)生,下圖是某一時間段反應速率與反應進程的關系曲線圖。

(1)t1、t3、t4時刻,體系中分別是什么條件發(fā)生了變化?

t1___________,t3____________,t4__________

(2)下列時間段中,氨的百分含量最高的是__________

A.0~t1 B.t2~t3

C.t3~t4 D.t4~t5

II. 在密閉容器中,投入1mol N23 mol H2在催化劑作用下發(fā)生反應:

(1)當反應達到平衡時,N2H2的濃度比是___________;N2H2的轉化率比是___________。

(2)縮小體積增大壓強,混合氣體的平均相對分子質量________ (變大”、“變小不變”)。

(3)當達到平衡時,充入氬氣,并保持總壓強不變,平衡將___________(正向”、“逆向不移動”)。

(4)已知合成氨的反應在298K時:正反應的△H=-92.4kJ/mol,S=-0.1982kJ/(mol·K),根據焓變和熵變判斷298K下合成氨反應________(不能”)自發(fā)進行。

(5)若容器恒容、絕熱,該反應達到平衡的標志是___________

①反應速率v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2

②各組分的物質的量濃度不再改變

③體系的壓強不再發(fā)生變化

④混合氣體的密度不變

⑤體系的溫度不再發(fā)生變化

2V(N2) =V(NH3)

⑦單位時間內3mol H-H斷裂同時2mol N-H也斷裂.

【答案】升溫加入催化劑減壓A1311變大逆向能②③⑤

【解析】

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1,可知,該反應為放熱反應,且為氣體體積減小的反應。

I.(1)由圖可知,t1正逆反應速率均增大,且逆反應速率大于正反應速率,改變條件應為升高溫度;t3正逆反應速率同等程度的增大,改變條件應為使用催化劑;t4時正逆反應速率均減小,且逆反應速率大于正反應速率,改變條件應為減小壓強,故答案為:升高溫度;加入催化劑;減壓

(2)由圖可知,t1平衡逆向移動,t3不移動,t4平衡逆向移動,均使氨氣的含量減少,則t0~t1氨氣的含量最大,故答案為:A;

II.(1) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始(mol) 1 3 0

反應(mol) x 3x 2x

平衡(mol)1-x 3-3x 2x

當反應達到平衡時,N2H2的濃度之比等于物質的量之比==;N2H2的轉化率比==故答案為;;

(2)縮小體積增大壓強,平衡正向移動,氣體的物質的量減小,但質量不變因此混合氣體的平均相對分子質量變大,故答案為:變大;

(3)當達到平衡時,充入氬氣,并保持總壓強不變,體積增大相當于減小壓強,平衡逆向移動,故答案為逆向

(4)298K時:合成氨的正反應的△H=-92.4kJ/mol,△S=-0.1982kJ/(mol·K),根據△G=△H-T△S=(-92.4kJ/mol)-298K×[-0.1982kJ/(mol·K)]=-33.34<0時,反應能自發(fā)進行,故答案為:能;

(5)①任何時候都滿足反應速率v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2,不能判斷是否達到平衡狀態(tài),錯誤;②各組分的物質的量濃度不再改變,是達到和諧平衡的標志正確;③容器恒容、絕熱,該反應為氣體物質的量減少的反應,說明氣體的物質的量為變量,即體系的壓強為變量因此壓強不再發(fā)生變化,能夠說明達到平衡狀態(tài),正確;④容器的體積和氣體的質量均不變,混合氣體的密度始終不變不能判斷是否達到平衡狀態(tài),錯誤;⑤容器恒容、絕熱,該反應為放熱反應,容器中氣體的溫度是變量,因此體系的溫度不再發(fā)生變化能夠說明達到平衡狀態(tài),正確;⑥2V(N2) =V(NH3) 不能說明正、逆反應速率的關系,因此不能判斷是否達到平衡狀態(tài),錯誤;⑦根據N2(g)+3H2(g)2NH3(g),單位時間內3mol H-H斷裂同時有2mol N-H斷裂,表示正反應速率大于逆反應速率不是平衡狀態(tài),錯誤;故答案為:②③⑤。

練習冊系列答案
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A. B.

C. D.

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