Question

2．合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義．對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），500K、30MPa下n（NH₃）、n（H₂）和n（N₂）隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）圖中屬于氫氣物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線是Ⅲ （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）．
（2）關(guān)于t₂時(shí)刻的說法正確的是CD．
A．t₂時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．t₂時(shí)Ⅱ和Ⅲ代表的物質(zhì)反應(yīng)速率相同
C．t₂時(shí)氫氣、氮?dú)馀c氨氣的反應(yīng)速率之比為3：1：2
D．t₂時(shí)氨氣與氫氣的物質(zhì)的量相同
（3）對(duì)于Ⅱ所代表的物質(zhì)，其逆反應(yīng)速率最大的點(diǎn)是g（填“c”、“d”或“g”）；對(duì)于Ⅰ所代表的物質(zhì)，其正反應(yīng)速率最小的點(diǎn)是f（填“a”、“e”或“f”）．
（4）其他條件不變，只改變溫度，在改變的這個(gè)溫度下反應(yīng)至t₃時(shí)刻，此時(shí)n（H₂）比圖象中的值大，那么該溫度可能是A．
A．673K           B．273K       C．373K
（5）在密閉容器中充入2mol N₂和6mol H₂，一定條件下建立平衡：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol，測(cè)得N₂的轉(zhuǎn)化率為90%，則在此條件下，反應(yīng)放出的熱量為165.96kJ．若與上述反應(yīng)的溫度和體積相同時(shí)，向密閉容器中充入4mol NH₃，則達(dá)平衡后，反應(yīng)吸收（填“放出”或“吸收”）的熱量為18.44kJ．

Answer 1

分析 （1）以及化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)和圖象中物質(zhì)的量的變化分析；
（2）t₂時(shí)刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，速率正比的與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相等，據(jù)此判斷；
（3）合成氨開始后，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，到平衡后，正逆反應(yīng)速率相等，正反應(yīng)速率最小，逆反應(yīng)速率增大；
（4）合成氨是反應(yīng)放熱，溫度改變后，n（H₂）比圖象中的值大，說明平衡逆向移動(dòng)，溫度升高平衡逆向移動(dòng)；
（5）1mol氮?dú)夥磻?yīng)放熱92.2KJ，據(jù)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量判斷放熱多少；生成2mol氨氣放熱92.2KJ，分解2mol氨氣吸熱92.2KJ，據(jù)等效平衡原理判斷分解氨氣的物質(zhì)的量計(jì)算吸熱多少．

解答 解：（1）氫氣是反應(yīng)物，其物質(zhì)的量減少，且其減少量與氮?dú)庵�比�?：1，可以判斷Ⅲ為氫氣，故答案為：Ⅲ；
（2）t₂時(shí)刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，
A、反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B、t₂時(shí)刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)速率不同，故B錯(cuò)誤；
C、各物質(zhì)反應(yīng)速率之比始終大于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故C正確；
D、t₂時(shí)刻氫氣和氨氣的物質(zhì)的量相等，故D正確；
故答案為：CD；
（3）合成氨開始后，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，到平衡后，正逆反應(yīng)速率相等，正反應(yīng)速率最小，逆反應(yīng)速率增大，
故答案為：g；f；
（4）合成氨是反應(yīng)放熱，溫度改變后，n（H₂）比圖象中的值大，說明平衡逆向移動(dòng)，溫度升高平衡逆向移動(dòng)，溫度高于500K，
故答案為：A；
（5）參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)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(dá)到平衡狀態(tài)后，各物質(zhì)濃度相同，充入2mol N₂和6mol H₂時(shí)，平衡后氮?dú)庥?.2mol，氫氣有0.6mol、氨氣有3.6mol，則加入4mol氨氣，只反應(yīng)0.4mol，生成2mol氨氣放熱92.2KJ，分解2mol氨氣吸熱92.2KJ，負(fù)極0.4mol氨氣吸熱0.4mol×$\frac{92.2KJ}{2}$=18.44KJ，
故答案為：165.96；吸收；18.44．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了據(jù)圖象判斷反應(yīng)物和生成物、平衡狀態(tài)判斷、反應(yīng)速率與平衡的關(guān)系、反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度較大．