Question

19．氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用．請回答下列問題：（1）已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），如圖是N₂和H₂反應生成2molNH₃過程中能量變化示意圖，請計算每生成1molNH₃放出熱量Q為46.1KJ；在該條件下向一密閉容器中充入0.5molN₂和1.5mol H₂，充分反應后，放出的熱量＜（填“＜”、“＞”或“=”）QkJ，理由是因為該反應是可逆反應，反應物不能完全轉化．
（2）在體積為2L的密閉容器中，進行如下化學反應：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，得到如下數據：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		2分鐘/mol
		H2	N2	NH3
1	298	6	2	1.2
2	398	3	1	0.8

請回答下列問題：
①實驗1中以υ（H₂） 表示的反應速率為0.45mol/（L•min）；
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據的是C（填序號字母）；
A．容器內N₂、H₂、NH₃的物質的量濃度之比為1：3：2
B．υ（N₂）（正）=3υ（H₂）（逆）
C．容器內壓強保持不變     D．混合氣體的密度保持不變
③為提高H₂平衡時的轉化率，可以采取的措施有AC
A．通入過量的N₂     B．升高溫度   C．增大壓強     D．通入過量的H₂．

Answer 1

分析 （1）化學反應中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，反應熱=吸收的總能量-放出的總能量，據此計算出生成1mol氨氣的反應熱；根據合成氨的反應為可逆反應進行判斷；
（2）①先依據v=$\frac{△c}{△t}$求出求出v（NH₃），然后根據速率之比等于化學計量數之比求出v（H₂）；
③根據平衡狀態(tài)的判斷依據判斷；
③提高H₂轉化率可以采取的措施，平衡正向進行，結合平衡移動原理分析判斷．

解答 解：（1）反應熱=化學鍵斷裂吸收的總能量-化學鍵形成放出的總能量，所以生成2molNH₃的反應熱=946kJ+3×436 kJ-2×3×391kJ=-92kJ，所以生成1mol氨氣放出46kJ的熱量；由于N₂和H₂生成NH₃的反應為可逆反應，0.5mol N₂和1.5mol H₂不能完全反應生成1molNH₃，所以反應放出的熱量小于46kJ，
故答案為：46.1KJ；＜；因為該反應是可逆反應，反應物不能完全轉化；
（2）①2min內，以NH₃表示的反應速率為v（NH₃）=$\frac{\frac{1.2}{2}}{2}$=0.3mol/（L•min），速率之比等于化學計量數之比，v（H₂）=1.5v（NH₃）=1.5×0.3mol/（L•min）=0.45mol/（L•min），
故答案為：0.45mol/（L•min）；
②A、容器內各物質的濃度之比等于計量數之比，不能證明正逆反應速率相等，故A錯誤；
B、不同物質的正逆反應速率之比等于其計量數之比是平衡狀態(tài)，故B錯誤．
C、容器內壓強不變，氣體的物質的量不變，該反應達平衡狀態(tài)，故C正確；
D、如果是在密閉容器中反應，質量不變，體積不變，密度始終不變，故D錯誤．
故答案為：C；
③反應為N₂+3H₂?2NH₃ △H＜0，提高H₂轉化率，應使平衡向正反應方向移動，則
A．通入過量的N₂，平衡正向移動，H₂轉化率提高，故正確；
B．升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，即逆反應方向移動，H₂轉化率降低，故錯誤；
C．增大壓強，平衡向氣體體積減少的方向移動，即正向移動，H₂轉化率提高，故正確；
D．通入過量的H₂，平衡雖然向正反應方向移動，但是H₂轉化率降低，故錯誤；
故選：AC．

點評 本題考查反應熱的計算，化學平衡狀態(tài)的判斷，化學平衡的影響因素和平衡移動方向的判斷，題目難度中等．