Question

現(xiàn)在普遍應(yīng)用的工業(yè)合成氨的方法是哈伯于1905年發(fā)明的，但此法反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不高．
（1）已知 N₂（g）與H₂（g）反應(yīng)，生成2mol NH₃（g），放出92.2kJ熱量，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）若1mol N₂（g）與過(guò)量H₂（g）充分反應(yīng)，則放出的熱量

 

92.2kJ（填“＞”“=”或“＜”）．
（3）若該反應(yīng)在298K、398K時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁

 

K₂（填“＞”“=”或“＜”）．
（4）有甲、乙兩容器，甲體積可變壓強(qiáng)不變，乙保持體積不變．向兩容器中分別充入1mol N₂、3mol H₂，此時(shí)兩容器體積均為500mL，溫度為T℃．2min后甲容器中反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得NH₃的濃度為2mol/L，此時(shí)容器的體積為

 

mL，H₂的轉(zhuǎn)化率α_甲（H₂）為

 

．乙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間

 

2min（填“＞”、“＜”或“=”，下同），H₂的轉(zhuǎn)化率α_乙（H₂）

 

α_甲（H₂）

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）熱化學(xué)方程式的書寫，需要注意的有：物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值與單位，反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)方程式前面的系數(shù)成正比，據(jù)此解答；
（2）可逆反應(yīng)中的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物；
（3）對(duì)于放熱反應(yīng)，溫度升高，則K降低，反之增大；
（4）根據(jù)三行式結(jié)合反應(yīng)前后的體積之比等于物質(zhì)的量之比等于濃度之比來(lái)計(jì)算合成氨的反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以恒壓容器相當(dāng)于在恒容的基礎(chǔ)上加壓，據(jù)此回答．

解答： 解：（1）1mol氮?dú)馔耆�反�?yīng)，能生成2mol氨氣，放熱92.2KJ，熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1；
（2）氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)中的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，即1mol N₂（g）與過(guò)量H₂（g）充分反應(yīng)，則放出的熱量小于92.2kJ，故答案為：＜；
（3）氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)是放熱反應(yīng)，對(duì)于放熱反應(yīng)，溫度升高，則K降低，該反應(yīng)在298K時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)大于398K時(shí)的，故答案為：＞；
（4）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始濃度：2        6        0
變化濃度：1           3        2
平衡濃度：1           3        2
則反應(yīng)前后的體積之比等于物質(zhì)的量之比等于濃度之比，設(shè)反應(yīng)后的體積是V，所以

8

500

=

6

V

，解得V=375mL，H₂的轉(zhuǎn)化率α_甲（H₂）為

3

6

×100%=50%，合成氨的反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以恒壓容器相當(dāng)于在恒容的基礎(chǔ)上加壓，所以乙容器相當(dāng)于在甲容器的基礎(chǔ)上減小了壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢，達(dá)平衡時(shí)間加長(zhǎng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，故答案為：375；50%；＞；＜．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡的計(jì)算和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的綜合考查，注意知識(shí)的積累和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．