Question

現(xiàn)在普遍應用的工業(yè)合成氨的方法是哈伯于1905年發(fā)明的，但此法反應物的轉化率不高．
（1）已知 N₂（g）與H₂（g）反應，生成2mol NH₃（g），放出92.2kJ熱量，寫出反應的熱化學方程式：

 

．
（2）若1mol N₂（g）與過量H₂（g）充分反應，則放出的熱量

 

92.2kJ（填“＞”“=”或“＜”）．
（3）若該反應在298K、398K時的化學平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁

 

K₂（填“＞”“=”或“＜”）．
（4）有甲、乙兩容器，甲體積可變壓強不變，乙保持體積不變．向兩容器中分別充入1mol N₂、3mol H₂，此時兩容器體積均為500mL，溫度為T℃．2min后甲容器中反應達到平衡，測得NH₃的濃度為2mol/L，此時容器的體積為

 

mL，H₂的轉化率α_甲（H₂）為

 

．乙容器中反應達到平衡所需要的時間

 

2min（填“＞”、“＜”或“=”，下同），H₂的轉化率α_乙（H₂）

 

α_甲（H₂）

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）熱化學方程式的書寫，需要注意的有：物質的狀態(tài)、反應熱的數(shù)值與單位，反應熱的數(shù)值與化學方程式前面的系數(shù)成正比，據(jù)此解答；
（2）可逆反應中的反應物不能完全轉化為產(chǎn)物；
（3）對于放熱反應，溫度升高，則K降低，反之增大；
（4）根據(jù)三行式結合反應前后的體積之比等于物質的量之比等于濃度之比來計算合成氨的反應是氣體體積減小的反應，所以恒壓容器相當于在恒容的基礎上加壓，據(jù)此回答．

解答： 解：（1）1mol氮氣完全反應，能生成2mol氨氣，放熱92.2KJ，熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1；
（2）氮氣和氫氣合成氨氣的反應是可逆反應，可逆反應中的反應物不能完全轉化為產(chǎn)物，即1mol N₂（g）與過量H₂（g）充分反應，則放出的熱量小于92.2kJ，故答案為：＜；
（3）氮氣和氫氣合成氨氣的反應是放熱反應，對于放熱反應，溫度升高，則K降低，該反應在298K時的化學平衡常數(shù)大于398K時的，故答案為：＞；
（4）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始濃度：2        6        0
變化濃度：1           3        2
平衡濃度：1           3        2
則反應前后的體積之比等于物質的量之比等于濃度之比，設反應后的體積是V，所以

8

500

=

6

V

，解得V=375mL，H₂的轉化率α_甲（H₂）為

3

6

×100%=50%，合成氨的反應是氣體體積減小的反應，所以恒壓容器相當于在恒容的基礎上加壓，所以乙容器相當于在甲容器的基礎上減小了壓強，反應速率減慢，達平衡時間加長，氫氣的轉化率減小，故答案為：375；50%；＞；＜．

點評：本題涉及熱化學方程式的書寫、化學平衡的計算和影響化學反應速率的因素的綜合考查，注意知識的積累和應用是關鍵，難度不大．