Question

【題目】工業(yè)合成氨的原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，請(qǐng)回答下列問題：

（1）已知拆開1mol H﹣H鍵、1mol N≡N、1mol N﹣H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。則由N2和H2反應(yīng)生成1mol NH3需要放出_________的熱量。

（2）若N2、H2、NH3的起始濃度依次為0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，濃度分別是a、b、c（mol/L），則各物質(zhì)的濃度有可能的是___________。

A．c=0.5mol/L B．b=0.5mol/L

C．c=0.4mol/L D．a(chǎn)=0.3mol/L

（3）若在2L密閉容器中，充入1 mol N2和3mol H2，2min時(shí)達(dá)到平衡。測(cè)得平衡時(shí)N2的濃度為0.3 mol/L。

①2min內(nèi)v（NH3）=___________。

②平衡時(shí)容器的壓強(qiáng)與起始時(shí)壓強(qiáng)之比___________。

Answer 1

【答案】 46kJ B 0.2mol/（L·min） 4：5

【解析】分析：（1）根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量－生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量解答；

（2）根據(jù)合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物判斷；

（3）根據(jù)三段式計(jì)算。

詳解：（1）已知拆開1mol H﹣H鍵、1mol N≡N、1mol N﹣H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，則反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝（946+3×436－2×3×391）kJ/mol＝－92kJ/mol，所以由N2和H2反應(yīng)生成1molNH3需要放出92kJ/mol×1/2×1mol＝46kJ的熱量。

（2）若N2、H2、NH3的起始濃度依次為0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，濃度分別是a、b、c（mol/L），如果反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，假設(shè)反應(yīng)物能完全轉(zhuǎn)化，則

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始濃度（mol/L） 0.2 0.3 0.2

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.1 0.3 0.2

平衡濃度（mol/L） 0.1 0 0.4

如果反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，假設(shè)反應(yīng)物能完全轉(zhuǎn)化，則

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始濃度（mol/L） 0.2 0.3 0.2

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.1 0.3 0.2

平衡濃度（mol/L） 0.3 0.6 0

由于是可逆反應(yīng)，則0.1＜a＜0.3、0＜b＜0.6、0＜c＜0.4，所以選項(xiàng)ACD均是不可能的，答案選B；

（3） N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始濃度（mol/L） 0.5 1.5 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.2 0.6 0.4

平衡濃度（mol/L） 0.3 0.9 0.4

①2min內(nèi)v（NH3）=0.4mol/L÷2min＝0.2mol/（L·min）；

②相同條件下壓強(qiáng)之比是物質(zhì)的量之比，也是氣體的濃度之比，則平衡時(shí)容器的壓強(qiáng)與起始時(shí)壓強(qiáng)之比為。