Question

科學家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．據(jù)報道：在常溫常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生反應，生成的主要產(chǎn)物為NH₃和O₂．
（1）已知：①H₂的燃燒熱是285.6kJ/mol；
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol，寫出此條件下氮氣和水反應的熱化學方程式

 

．
（2）氨可用于工業(yè)制硝酸，其主反應為：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△H＜0，若不改變起始加入的物質的量，則如圖關系圖正確的是

 

．（填序號）

（3）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應，容器內部分物質的物質的量濃度如下表：

時間/濃度（mol/L）	C（NH3）	C（O2）	C（NO）
起始	0.8	1.6	0
第2min	0.6	a	0.2
第4min	0.3	0.975	0.5
第6min	0.3	0.975	0.5

①表格中的a=

 

．
②反應在第2min時改變了條件，改變的條件可能是

 

．
③反應在第2min到第4min時，O₂的平均反應速率為

 

．
④若第6min時將容器的體積擴大為原來的2倍，則在其他條件不變的條件下再次達到平衡時C（NH₃） 的數(shù)值可能是下列的

 

A．0.12          B．0.15          C．0.20          D．0.3．

Answer 1

考點：化學平衡的調控作用,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）根據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算求出△H；
（2）根據(jù)影響平衡的因素分析圖象曲線變化分析判斷選項；
（3）①依據(jù)平衡三段式列式計算；
②容積固定的密閉容器，因此改變壓強無影響，有速率變快，所以是升高溫度或加了催化劑；
③根據(jù)參加反應的氨氣的量求出氧氣的量，然后求出反應速率；
④在第6min時，反應物增加說明平衡向逆方向移動．

解答： 解：（1）H₂的燃燒熱是285.6kJ/mol，熱化學方程式為：①H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H_l=-285.6kJ/mol，②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol，
①×3-②得到，2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=△H₂-6△H_l═-92.2×2+285.6×6=1529.22kJ/mol；
故答案為：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1529.2kJ/mol；
（2）A、反應的△H＜0，升高溫度平衡逆移，氨氣濃度增大，故1200℃的曲線應在上面，故A錯誤；
B、該反應正方向為計量數(shù)增大的方向，所以增大壓強平衡逆移，NO的含量減少，故B正確；
C、升高溫度平衡逆移，水的含量減小，故C錯誤；
D、加催化劑平衡不移動，反應速率加快，故D正確；
故答案為：BD；
（3）①依據(jù)化學平衡三段式列式計算
                4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）
起始量（mol/L）   0.8      1.6          0      0
變化量（mol/L）   0.2      0.25          0.2     0.3
第2min量（mol/L） 0.6      1.35          0.2    0.3
a=1.35mol/L
故答案為：1.35mol/L；
②容積固定的密閉容器，因此改變壓強無影響，因為速率變快，所以是升高溫度或加了催化劑，故答案為：升高溫度或使用催化劑；
③第2min到第4min，參加反應的氨氣為c（NH₃）=0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol?L^-1參加反應的氧氣為：c（O₂）=

5

4

×0.3mol?L^-1=0.375mol?L^-1
 v（O₂）=

0.375mol/L

2min

=0.1875 mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.1875 mol?L^-1?min^-1；
④若第6min時將容器的體積擴大為原來的2倍，C（NH₃） 濃度變化為原來的一半為0.15mol/L，但壓強減小平衡正向進行氨氣濃度小于0.15mol/L，故答案為：A．

點評：本題考查了化學平衡影響因素，反應速率概念計算熱化學方程式書寫方法，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．