Question

【題目】氨對(duì)地球上的生物相當(dāng)重要，它是許多食物和肥料的重要成分．氨也是制造硝酸、化肥、炸藥的重要原料．氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位．回答下列問題：
（1）合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2mol NH3 ， 放出92.2kJ熱量．
①工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式是 ．
②若起始時(shí)向容器內(nèi)放入1mol N2和3mol H2 ， 達(dá)平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為20%，則反應(yīng)放出的熱量為Q1 kJ，則Q1的數(shù)值為；若在同體積的容器中充人2mol N2和6molH2 ， 達(dá)平衡后放出的熱量為Q2 kJ，則Q2（填“＞”、“＜”或“=”）2Q1 ．
③已知：

1mol N﹣H鍵斷裂吸收的能量約等于kJ．
（2）在0.5L的密閉容器中，一定量的氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行合成氨反應(yīng)：N2 （g）+3H2（g）2NH3 （g），其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

①平衡常數(shù)表達(dá)式K= ， K1（填“＞”、“＜”或“一”）K2 ．
②一定溫度下，下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填字母）．
a．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2
b．濃度商Q=平衡常數(shù)K
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
d．混合氣體的密度保持不變
③在400℃時(shí)，當(dāng)測(cè)得N2、H2和NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時(shí)，則此時(shí)該反應(yīng)（填“處于”或“不處于”）平衡狀態(tài)．

Answer 1

【答案】
（1）N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92.2kJ/mol；18.44；＞；391
（2）；＞；bc；處于
【解析】解：（1）①合成塔中每每消耗3mol H2 ， 放出92.2kJ熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)放出的熱量寫出熱化學(xué)方程式為：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92.2kJ/mol；所以答案是：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92.2kJ/mol；②如圖是N2和H2反應(yīng)生成2mol NH3過程中能量變化示意圖，反應(yīng)焓變△H=335KJ/mol﹣427.2KJ/mol=﹣92.2KJ/mol，

N2（g）+	3H2（g）	=2NH3（g）	△H=﹣92.2KJ/mol
1	3	0
0.2	0.6	0.4

生成0.4mol氨氣放熱= ×92，2KJ=18.44KJ；若在同體積的容器中充入2mol N2和6mol H2 ， 可以看作在原來平衡中加入1mol氮?dú)夂?mol氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行達(dá)平衡后放出的熱量Q2 大于2Q1；所以答案是：18.44；＞；③合成氨工業(yè)中：3H2+N22NH3 ， 反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量﹣生成物形成化學(xué)鍵放出的能量=3×436+945.8﹣6×N﹣H鍵鍵能=﹣92.2，N﹣H鍵鍵能=391kJ，所以答案是：391；（2）①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，平衡常數(shù)K= ，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，所以K1＞K2 ， 所以答案是： ；＞；②N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，則a、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計(jì)量數(shù)之比，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，故a錯(cuò)誤； b、濃度商Q=平衡常數(shù)K，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確； c、容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故c正確； d、如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故d錯(cuò)誤；所以答案是：bc；③在400℃時(shí)，當(dāng)測(cè)得N2、H2和NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時(shí)，容器的體積為0.5L，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度分別為4mol、2mol、4mol時(shí)，400℃時(shí)，濃度商Qc= =0.5=K，因此有v（N2）正=v（N2）逆 ， 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以答案是：處于．
【考點(diǎn)精析】利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．