Question

5．工業(yè)合成氨反應(yīng)的能量變化如圖所示．
（1）寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
（2）在甲乙兩個(gè)體積均為2L固定容積的密閉容器中，分別充入甲：1molN₂、3molH₂和乙：1molN₂、3molH₂、1molHe，（其它條件相同），反應(yīng)速率甲等于乙（填大于、小于或等于），經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后在甲容器中該反應(yīng)放出的熱量（或吸收的熱量）小于92.4kJ（填“大于”、“小于”或“等于”） 
（3）下列圖象分別代表焓變（△H ）、混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量（$\overline{M}$）、N₂體積分?jǐn)?shù)
φ（N₂）和氣體密度（ρ）與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系，其中正確且能表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BC．

Answer 1

分析 （1）△H=反應(yīng)物的活化能-生成物的活化能；
（2）反應(yīng)容器體積不變，加入不相關(guān)的氣體，相關(guān)氣體濃度不變；合成氨為可逆反應(yīng)；
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、百分含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，結(jié)合圖象分析．

解答 解：（1）△H=反應(yīng)物的活化能-生成物的活化能，-92.4KJ/mol=E₁-E₂，該熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
（2）反應(yīng)容器體積不變，加入不相關(guān)的氣體，相關(guān)氣體濃度不變，反應(yīng)速率相等；合成氨為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，放熱少，故答案為：等于；小于；）
（3）A．對(duì)與固定的反應(yīng)焓變是固定不變的，與平衡狀態(tài)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體物質(zhì)的量減小，氣體的質(zhì)量不變，則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，當(dāng)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)即是平衡狀態(tài)，故B正確；
C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，N₂體積分?jǐn)?shù)Φ（N₂）逐漸減小，當(dāng)Φ（N₂）不變時(shí)即是平衡狀態(tài)，故C正確；
D．容器的體積不變，氣體的質(zhì)量守恒，則混合氣體的密度始終不變，所以混合氣體的密度不變時(shí)，不一定是平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了催化劑的催化原理、反應(yīng)熱的求算、可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件，題目難度不大．