Question

氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位．
（1）合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2mol NH₃，放出92.2kJ熱量．
①工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式是

 

．
②若起始時向一體積為4L的密閉容器內(nèi)放入1mol N₂和3mol H₂，達平衡后體系放出的熱量Q

 

92.2kJ （填“＞”、“＜”或“=”）．若已知在該條件下平衡時N₂的轉(zhuǎn)化率為20%，則反應(yīng)放出的熱量為Q₁ kJ，則Q₁的數(shù)值為

 

；該溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為

 

．（保留小數(shù)點后兩位）
③已知：

試根據(jù)熱化學(xué)方程式計算1mol N-H鍵斷裂吸收的能量約等于

 

kJ．
（2）在0.5L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行合成氨反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

請完成下列問題．
①試比較K₁．K₂的大小，K₁_

 

 K₂（填寫“＞”．“=”或“＜”）．
②下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_

 

（填序號字母）：
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2     b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器內(nèi)壓強保持不變                         d．混合氣體的密度保持不變
③在400℃時，當(dāng)測得N₂、H₂和NH₃的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時，則此時該反應(yīng)的v（N₂）_正_

 

 v（N₂）_逆（填寫“＞”．“=”或“＜”），反應(yīng)

 

達到平衡（填“是”或“否”）．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法分析書寫；
②反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進行徹底，根據(jù)三行式計算K；
③依據(jù)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量計算得到；
（2）①對于放熱反應(yīng)，溫度升高，K減�。�
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：正逆反應(yīng)速率相等、各組分別濃度不變等來回答；
③化學(xué)平衡常數(shù)，正反應(yīng)平衡常數(shù)和你反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，根據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)的關(guān)系來確定平衡的移動方向．

解答： 解：（1）①合成塔中每生成2mol NH₃，放出92.2kJ熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式寫出，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)放出的熱量寫出熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；
②反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進行徹底，該溫度下合成塔中放入1mol N₂和3mol H₂，生成的氨氣小于1mol，故達平衡后放出的熱量小于92.2 kJ；
         N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol；
初始濃度：0.25    0.75     0         
變化濃度：0.05    0.15    0.1        4.61kJ
平衡濃度：0.2     0.6     0.1
K=

0．12

0.2×0．63

≈0.23，
故答案為：＜；4.61；0.23；
③3H₂+N₂?2NH₃，反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量=3×436+945.8-6×N-H鍵鍵能=-92.2，N-H鍵鍵能=391KJ；
故答案為：391；
（2）①該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，所以K₁＞K₂，故答案為：＞；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，則
a、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計量數(shù)之比，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，故a錯誤；
b、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，3υ（N₂）（正）=υ（H₂）（逆）是平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c、容器內(nèi)壓強不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達平衡狀態(tài)，故c正確；
d、如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故d錯誤；
故答案為：c；          
③400℃時，得N₂、H₂和NH₃的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時，NH₃和N₂．H₂的物質(zhì)的量濃度分別為：4mol/L、4mol/L、2mol/L，400℃時，濃度商Q_c=

42

4×23

=0.5=K，說明達到了平衡狀態(tài)，因此有v（N₂）_正=v（N₂）_逆，故答案為：=；是．

點評：本題考查反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素、意義，反應(yīng)速率計算等，題目難度中等，注意化學(xué)平衡常數(shù)大小說明反應(yīng)進行程度，與反應(yīng)難易無關(guān)、與反應(yīng)速率無關(guān)．