Question

氨氣是生產(chǎn)化肥、硝酸等的重要原料，圍繞合成氨人們進行了一系列的研究

（1）氫氣既能與氮氣又能與氧氣發(fā)生反應，但是反應的條件卻不相同．

已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=﹣483.6kJ/mol

3H₂（g）+N₂（g）⇌2NH₃（g）△H=﹣92.4kJ/mol

計算斷裂1mol N≡N鍵需要能量　　kJ，氮氣分子中化學鍵比氧氣分子中的化學鍵　　（填“強”或“弱”），因此氫氣與二者反應的條件不同．

（2）固氮是科學家致力研究的重要課題．自然界中存在天然的大氣固氮過程：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.8kJ/mol，工業(yè)合成氨則是人工固氮．分析兩種固氮反應的平衡常數(shù)，下列結(jié)論正確的是　　．

反應	大氣固氮	工業(yè)固氮
溫度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10﹣31	0.1	5×108	1.847	0.507	0.152

A．常溫下，大氣固氮幾乎不可能進行，而工業(yè)固氮非常容易進行

B．人類大規(guī)模模擬大氣固氮是無意義的

C．工業(yè)固氮溫度越低，氮氣與氫氣反應越完全

D．K越大說明合成氨反應的速率越大

（3）在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料，發(fā)生反應：3H₂（g）+N₂（g）⇌2NH₃（g）測得甲容器中H₂的轉(zhuǎn)化率為40%．

	N2	H2	NH3
甲	1	3	0
乙	0.5	1.5	1
丙	0	0	4

①判斷乙容器中反應進行的方向　　．（填“正向”或“逆向”）

②達平衡時，甲、乙、丙三容器中NH₃的體積分數(shù)大小順序為　　．

（4）氨氣是合成硝酸的原料，寫出氨氣與氧氣反應生成一氧化氮和氣態(tài)水的熱化學方程式　　．

Answer 1

考點：

有關(guān)反應熱的計算；熱化學方程式；化學平衡常數(shù)的含義．.
專題：	化學反應中的能量變化；化學平衡專題．
分析：	（1）反應物總鍵能﹣生成物總鍵能=反應熱，據(jù)此計算； 鍵能越大，化學鍵越強； （2）A、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題，與反應進行的難易程度無關(guān)； B、大氣固氮的進行程度很小，利用大氣固氮原理進行工業(yè)生成，產(chǎn)率很��； C、合成氨是放熱反應，溫度越低，有利于平衡向正反應移動，反應的轉(zhuǎn)化率越高； D、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題，與反應速率無關(guān)； （3）①甲、乙是完全等效平衡，平衡時對應各組分的物質(zhì)的量相等，根據(jù)甲中氫氣的轉(zhuǎn)化率計算平衡時氫氣的物質(zhì)的量，與乙中氫氣的物質(zhì)的量比較，判斷反應進行方向； ②甲、乙是完全等效平衡，平衡時NH3的體積分數(shù)相等，丙相當于在甲平衡的基礎(chǔ)上，再加入1molN2、3molH2，壓強增大平衡向正反應方向移動，據(jù)此解答． （4）根據(jù)（1）、（2）中的熱化學方程式，由蓋斯定律構(gòu)造目標熱化學方程式．
解答：	解：（1）N≡N鍵能為x，則3×436kJ/mol+x﹣2×1173.2kJ/mol=﹣92.4kJ/mol，解得x=946kJ/mol，故斷裂1mol N≡N鍵需要能量是946kJ，O=O鍵能是498kJ/mol，故氮氣分子中化學鍵比氧氣分子中的化學鍵強， 故答案為：946；強； （2）A、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題，與反應進行的難易程度無關(guān)，故A錯誤； B、大氣固氮的進行程度很小，利用大氣固氮原理進行工業(yè)生成，產(chǎn)率很小，沒有實際意義，故B正確； C、合成氨是放熱反應，溫度越低，有利于平衡向正反應移動，反應的轉(zhuǎn)化率越高，反應越完全，故C正確； D、化學平衡常數(shù)說明反應進行的徹底程度問題，與反應速率無關(guān)，故D錯誤； 故答案為：BC； （3）①甲、乙是完全等效平衡，平衡時對應各組分的物質(zhì)的量相等，平衡時甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為40%，則平衡時氫氣的物質(zhì)的量為3mol×（1﹣40%）=1.8mol，乙中氫氣為1.5mol，小于1.8mol，則乙容器中反應進行的方向是逆向， 故答案為：逆向； ②甲、乙是完全等效平衡，平衡時NH3的體積分數(shù)相等，丙相當于在甲平衡的基礎(chǔ)上，再加入1molN2、3molH2，壓強增大平衡向正反應方向移動，氨氣的體積分數(shù)增大，故體積分數(shù)：丙＞甲=乙， 故答案為：丙＞甲=乙； 據(jù)此解答． （4）已知：①、2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ/mol ②、3H2（g）+N2（g）⇌2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol ③、N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.8kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律，③×2﹣②×2+①×3得：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣904.4kJ/mol， 故答案為：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣904.4kJ/mol．
點評：	本題考查反應熱的有關(guān)計算、平衡常數(shù)意義、等效平衡等，難度中等，注意（3）中等效平衡的理解與構(gòu)建平衡建立的等效途徑．