Question

14．氨氣在農(nóng)業(yè)和國防工業(yè)都有很重要的作用，歷史上諾貝爾獎曾經(jīng)有三次頒給研究合成氨的科學(xué)家．
（1）如圖表示一定溫度和壓強(qiáng)下氨氣和氫氣合成氨反應(yīng)過程中的能量變化，則合成氨反應(yīng)為放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）在一定溫度下，在2L密閉容器中加入催化劑并通入0.1molNH₃（g），發(fā)生反應(yīng)：2NH₃?N₂+3H₂，不同時間產(chǎn)生N₂的物質(zhì)的量見下表：

時間/min	20	60	40	80
n（N2）/mol	0.016	0.032	0.040	0.040

①前20min內(nèi)，H₂的反應(yīng)速率為1.2×10^-3mol/（L．min）．             
②達(dá)到平衡后，容器中c（NH₃）═0.01mol/L．
③若在1L密閉容器中加入催化劑并通入0.1mol NH₃（g），則容器中的反應(yīng)速率比原容器的快（填“快”或“慢”）．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，氮氣、氫氣總能量高于氨氣能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（N₂），再根據(jù)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比計算v（H₂）；
②由表中數(shù)據(jù)可知，40min到達(dá)平衡，根據(jù)氮氣的物質(zhì)的量計算分解的氨氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算平衡時氨氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算平衡時氨氣的濃度；
③等效為壓強(qiáng)增大一倍，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快．

解答 解：（1）由圖可知，氮氣、氫氣總能量高于氨氣能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）①前20min內(nèi)，生成氮氣為0.016mol，則v（N₂）=$\frac{\frac{0.016mol}{2L}}{20min}$=4×10^-4mol/（L．min），速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比，則v（H₂）=3v（N₂）=3×4×10^-4mol/（L．min）=1.2×10^-3mol/（L．min），
故答案為：1.2×10^-3mol/（L．min）；
②由表中數(shù)據(jù)可知，40min到達(dá)平衡，平衡時分解的氨氣的物質(zhì)的量為0.04mol×2=0.08mol，故平衡時氨氣的物質(zhì)的量為0.1mol-0.08mol=0.02mol，平衡時氨氣的濃度為$\frac{0.02mol}{2L}$=0.01mol/L，
故答案為：0.01mol/L；
③在1L密閉容器中加入催化劑并通入0.1mol NH₃（g），等效為再原平衡的基礎(chǔ)上壓強(qiáng)增大一倍，增大壓強(qiáng)，容器中的反應(yīng)速率比原容器的快，
故答案為：快．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)中能量平衡、化學(xué)反應(yīng)速率計算及影響因素、化學(xué)平衡有關(guān)計算，比較基礎(chǔ)，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．