Question

工業(yè)上合成合成氨的熱化學(xué)方程式如下：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
（1）請在答卷上畫出以上反應(yīng)過程中體系的能量變化圖（進行必要的標(biāo)注）．
（2）工業(yè)上采取以下措施能用勒夏特列原理解釋的是
A．加入催化劑              
B．增大反應(yīng)容器的壓強（50MPa）
C．升高反應(yīng)的溫度（500℃）  
D．設(shè)法分離產(chǎn)生的氨氣
（3）一定溫度下，在密閉容器中進行以上反應(yīng)．容器中0-4minN₂、H₂和NH₃三種氣體的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示．
①若容器為體積為2L的恒容容器，則反應(yīng)開始2分鐘 NH₃的平均反應(yīng)速率為

 

．
②若容器為體積可變的恒壓容器，在4min時往容器中再加入N₂和H₂各1mol，平衡向

 

移動（填“向右”、“向左”或“不”），平衡常數(shù)

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）；反應(yīng)一段時間后，在t min時再次達到平衡，在答卷的圖中畫出H₂在4min-t min時間內(nèi)物質(zhì)的量的變化曲線（標(biāo)出必要數(shù)據(jù)）．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)平衡移動原理

專題：

分析：（1）根據(jù)合成氨的熱化學(xué)方程式知，合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，氮氣和氫氣的總能量高于氨氣的總能量；
（2）有化學(xué)平衡移動的可以用勒夏特列原理解釋，
A、加入催化劑平衡不移動，不能用勒夏特列原理解釋；
B、合成氨的反應(yīng)正向為氣體體積減小的反應(yīng)，增大反應(yīng)容器的壓強（50MPa），平衡正向移動；
C、合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)的溫度（500⁰C） 平衡逆向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，不能用勒夏特列原理解釋；
D、設(shè)法分離產(chǎn)生的氨氣平衡正向移動，能用勒夏特列原理解釋；
（3）①根據(jù)公式v=△n/V△t計算；
②若容器為體積可變的恒壓容器，在4min時往容器中再加入N₂和H₂各1mol，反應(yīng)物的濃度增大，生成物的濃度減小，平衡向右移動，溫度未發(fā)生變化，平衡常數(shù)不變；根據(jù)等效平衡知識，反應(yīng)一段時間后，在t min時再次達到平衡時H₂的物質(zhì)的量為原平衡的2倍．

解答： 解：（1）根據(jù)合成氨的熱化學(xué)方程式知，合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，氮氣和氫氣的總能量高于氨氣的總能量，故反應(yīng)過程中體系的能量變化圖為，故答案為：；
（2）A、加入催化劑平衡不移動，不能用勒夏特列原理解釋，故A錯誤；
B、合成氨的反應(yīng)正向為氣體體積減小的反應(yīng)，增大反應(yīng)容器的壓強（50MPa），平衡正向移動，能用勒夏特列原理解釋，故B正確；
C、合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)的溫度（500⁰C） 平衡逆向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，不能用勒夏特列原理解釋，故C錯誤；
D、設(shè)法分離產(chǎn)生的氨氣平衡正向移動，能用勒夏特列原理解釋，故D正確；
故答案為：BD；
（3）①根據(jù)公式v=△n/V△t計算；根據(jù)圖象可知，反應(yīng)開始2分鐘 NH₃的物質(zhì)的量變化為0.2mol，容器的體積為2L，則反應(yīng)速率v=

△c

△t

=

0.2mol 2L

2min

=0.05mol/（L?min）；
故答案為：0.05mol/（L?min）；
②若容器為體積可變的恒壓容器，在4min時往容器中再加入N₂和H₂各1mol，反應(yīng)物的濃度增大，生成物的濃度減小，平衡向右移動，溫度未發(fā)生變化，平衡常數(shù)不變；根據(jù)等效平衡知識，反應(yīng)一段時間后，在t min時再次達到平衡時H₂的物質(zhì)的量為原平衡的2倍．H₂在4min-t min時間內(nèi)物質(zhì)的量的變化曲線為，故答案為：向右；不變；．

點評：本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量變化、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計算及圖象，旨在考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解掌握，難度中等．