Question

【題目】氨氣是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的物質(zhì)，研究制取氨氣的機(jī)理意義非凡。

（1）在常溫、常壓、光照條件下，N2在摻有少量Fe2O3的TiO2催化劑表面與水發(fā)生下列反應(yīng):

N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+3/2O2(g) △H= a kJ mol-1。

為進(jìn)一步研究生成NH3的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

T/K	303	313	323
n(NH3)/(l0-2mol)	4.8	5.9	6.0

此反應(yīng)的a_________0，△S________0。（填“>”“<”或“ = ”）

（2）—定溫度和壓強(qiáng)下，在2 L的恒容密閉容器中合成氨氣:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H="-92.4" kJ mol-1。在反應(yīng)過程中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。

①0～10 min內(nèi)，以NH3表示的平均反應(yīng)速率為_________。

②在10～20 min內(nèi)，NH3濃度變化的原因可能是_______。

A．加入催化劑 B．縮小容器體積 C．降低溫度 D．增加NH3的物質(zhì)的量

③ 20 min達(dá)到第一次平衡，在反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是____________，35min達(dá)到第二次平衡，則平衡的平衡常數(shù)K1______K2（填“>”“<”或“ = ”）

Answer 1

【答案】> > 0.005 mol L-1 min-1 AB 移走 0.1 molNH3 =

【解析】

（1）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，NH3生成量增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)解答；

（2）①反應(yīng)速率v=△n/V△t計(jì)算；

②根據(jù)圖象知，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，10min時(shí)是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明為增大壓強(qiáng)、使用催化劑；

③25分鐘，NH3的物質(zhì)的量突然減少，而H2、N2的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH3；平衡常數(shù)只受溫度的影響，據(jù)此判斷。

（1）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，NH3生成量增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)，a＞0，由方程式可知反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量增多，則△S＞0，

故答案為：＞；＞。

（2）①根據(jù)反應(yīng)速率v（NH3）=△n/V△t=（0.10）mol/2L×10min=0.005mol/（L·min），

故答案為：0.005mol/（L·min）。

②由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加，且10min時(shí)變化是連續(xù)的，20min達(dá)平衡時(shí)，△n（N2）=0.025mol×4=0.1mol，△n（H2）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH3）=0.025mol×8=0.2mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，縮小體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，應(yīng)該反應(yīng)物的速率增加倍數(shù)大，降低溫度，應(yīng)該反應(yīng)速率減小，增加NH3物質(zhì)的量，逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大，故使用催化劑、縮小體積符合，故選AB，

故答案為：AB。

③第25分鐘，NH3的物質(zhì)的量突然減少，而H2、N2的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH3；由圖象可以看出，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到時(shí)35-40min，各物質(zhì)的量不變，說明反應(yīng)達(dá)到第二次平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以抽去0.1mol氨，

故答案為：移走0.1molNH3；=。