Question

【題目】1913年，德國化學家哈伯實現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)，被稱作解救世界糧食危機的化學天才�，F(xiàn)將lmolN2和3molH2投入1L的密閉容器，在一定條件下，利用如下反應模擬哈伯合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)： N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)△H < 0 當改變某一外界條件（溫度或壓強）時，NH3的體積分數(shù)φ(NH3)變化趨勢如下圖所示。

(1)已知：①NH3(l) NH3(g) ΔH1 ②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH2，則反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=________（用含△H1、△H2的代數(shù)式表示）。

(2)X軸上a點的數(shù)值比b點 _____（填“大”或“小”），Y軸表示_______（填“溫度”或“壓強”）。

(3)將1mol N2和3mol H2分別投入起始容積為1L的密閉容器中，實驗條件相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

下列判斷正確的是________。

A．放出熱量：Ql< Q2<|△H| B．N2的轉(zhuǎn)化率：I> III

C．平衡常數(shù)：II >I D．達平衡時氨氣的體積分數(shù)：I>II

(4)平衡時，M點NH3的體積分數(shù)為10%。若同溫同容下，再充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH 3，重新達平衡時NH3的體積分數(shù)________ 10%（填“＞”、“＜”、“=”或“無法確定”）。

(5)某科研小組探究在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對合成NH3反應的影響．實驗結(jié)果如圖所示：（圖中T2和T1表示溫度，n表示起始時H2的物質(zhì)的量）

①圖象中T2和T1的關(guān)系是：T2_____T1（填“＞”、“＜”、“=”或“無法確定”）。

②比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應物N2的轉(zhuǎn)化率最大的是___（填字母）。

Answer 1

【答案】2△H1+△H2 小 溫度 AB ＞ ＜ c

【解析】

(1) 根據(jù)蓋斯定律，①×2+②可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反應熱也進行相應計算；

(2) 隨Y值增大，φ(NH3)減小，反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反應方向移動，正反應為體積減小的放熱反應，故Y為溫度，則X為壓強，增大壓強平衡正向移動，φ(NH3)增大；

(3) A．I為恒溫恒容，隨反應進行壓強減小，Ⅱ為恒溫恒壓，Ⅱ相當于在I的基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，Ⅱ中反應物轉(zhuǎn)化率大于Ⅰ；

B．Ⅲ為恒容絕熱，隨反應進行溫度升高，I為恒溫恒容，Ⅲ相當于在I的基礎(chǔ)上升高溫度，平衡逆向移動；

C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同，平衡常數(shù)相同；

D．Ⅱ相當于在I的基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，氨氣體積分數(shù)增大；

(4)再次充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH3等效于再次充入1molN2和3molH2，結(jié)合勒夏特列原理分析；

(5)①由圖可知，n(H2)相同時，T2對應氨氣含高，反應為放熱反應，降低溫度有利于生成氨氣；

②a、b、c三點，n(H2)越大，平衡正向移動的程度越大，N2的轉(zhuǎn)化率越大。

(1) 已知：①NH3(l)NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2，根據(jù)蓋斯定律，①×2+②可得：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，故△H=2△H1+△H2；

(2) 隨Y值增大，φ(NH3)減小，反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反應方向移動，正反應為體積減小的放熱反應，故Y為溫度，則X為壓強，增大壓強平衡正向移動，φ(NH3)增大，a點的數(shù)值比b點小；

(3) A．I為恒溫恒容，隨反應進行壓強減小，Ⅱ為恒溫恒壓，Ⅱ相當于在I的基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，Ⅱ中反應物轉(zhuǎn)化率大于Ⅰ，放出熱量：Ql＜Q2<|H|，故A正確；

B．Ⅲ為恒容絕熱，隨反應進行溫度升高，I為恒溫恒容，Ⅲ相當于在I的基礎(chǔ)上升高溫度，平衡逆向移動，N2的轉(zhuǎn)化率：I＞III，故B正確；

C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同，平衡常數(shù)相同，則平衡常數(shù)：II=I，故C錯誤；

D．Ⅱ相當于在I的基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，則達平衡時氨氣的體積分數(shù)：I＜II，故D錯誤；

故答案為AB；

(4) 再次充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH3等效于再次充入1molN2和3molH2，在恒溫恒容容器中，相當于增大壓強，平衡正向移動，重新達平衡時NH3的體積分數(shù)＞10%；

(5)①由圖可知，n(H2)相同時，T2對應氨氣含高，反應為放熱反應，降低溫度有利于生成氨氣，則T2＜T1 ；

②a、b、c三點，n(H2)越大，平衡正向移動的程度越大，N2的轉(zhuǎn)化率越大，c點時氫氣的物質(zhì)的量最大，c點N2的轉(zhuǎn)化率最高，故答案為：c。