Question

【題目】氨對地球上的生物相當重要，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)合成氨的熱化學方程式是 ．
②若起始時向容器內放入1mol N2和3mol H2 ， 達平衡后N2的轉化率為20%，則反應放出的熱量為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，一定量的氮氣和氫氣進行合成氨反應：N2 （g）+3H2（g）2NH3 （g），其平衡常數(shù)K與溫度T的關系如表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

①平衡常數(shù)表達式K= ， K1（填“＞”、“＜”或“一”）K2 ．
②一定溫度下，下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填字母）．
a．容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1：3：2
b．濃度商Q=平衡常數(shù)K
c．容器內壓強保持不變
d．混合氣體的密度保持不變
③在400℃時，當測得N2、H2和NH3的物質的量分別為2mol、1mol、2mol時，則此時該反應（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)熱化學方程式寫出，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應放出的熱量寫出熱化學方程式為：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反應生成2mol NH3過程中能量變化示意圖，反應焓變△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氮氣和3mol氫氣，相當于增大壓強，平衡正向進行達平衡后放出的熱量Q2 大于2Q1；所以答案是：18.44；＞；③合成氨工業(yè)中：3H2+N22NH3 ， 反應焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量﹣生成物形成化學鍵放出的能量=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= ，該反應正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，生成物濃度減小，反應物濃度增大，所以K1＞K2 ， 所以答案是： ；＞；②N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應，則a、容器內各物質的濃度之比等于計量數(shù)之比，不能證明正逆反應速率相等，故a錯誤； b、濃度商Q=平衡常數(shù)K，說明反應達到平衡狀態(tài)，故b正確； c、容器內壓強不變，氣體的物質的量不變，該反應達平衡狀態(tài)，故c正確； d、如果是在密閉容器中反應，質量不變，體積不變，密度始終不變，故d錯誤；所以答案是：bc；③在400℃時，當測得N2、H2和NH3的物質的量分別為2mol、1mol、2mol時，容器的體積為0.5L，N2、H2和NH3的物質的量濃度分別為4mol、2mol、4mol時，400℃時，濃度商Qc= =0.5=K，因此有v（N2）正=v（N2）逆 ， 反應達到平衡狀態(tài)，所以答案是：處于．
【考點精析】利用化學平衡狀態(tài)本質及特征和化學平衡的計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知化學平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應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平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質的量×100%．