Question

利用N₂和H₂可以實現(xiàn)NH₃的工業(yè)合成，而氨又可以進一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進行連續(xù)生產(chǎn)．請回答下列問題：
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
若有17g 氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣所放出的熱量為

226.3kJ

（2）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）反應的影響．
實驗結(jié)果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）
①圖象中T₂和T₁的關(guān)系是：T₂

低于

T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”）．
②比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應物N₂的轉(zhuǎn)化率最高的是

c

（填字母）．
③在起始體系中加入N₂的物質(zhì)的量為

n

3

mol時，反應后氨的百分含量最大；若容器容積為1L，n=3mol反應達到平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則此條件下（T₂），反應的平衡常數(shù)K=

2.08

．
④若該反應在298K、398K時的平衡常數(shù)分別為K₁，K₂，則K₁

＞

K₂（填“＞”“=”“＜”）
⑤對于該反應有關(guān)表述正確的是

bd

．
a．其他條件不變，縮小容器體積時正反應速率增大，逆反應速率減小，故平衡將逆向移動
b．絕熱條件下，若測得該體系溫度不再改變，則反應處于平衡狀態(tài)
c．恒容條件下，若容器內(nèi)氣體的密度保持不變，則反應處于平衡狀態(tài)
d．其他條件不變，將容器體積擴大為原來的2倍，則重新平衡時，NH₃的平衡濃度將比原平衡濃度的一半還要�。�

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來求反應的焓變，然后根據(jù)反應放出的熱量與物質(zhì)的量成正比；
（2）①根據(jù)溫度升高化學平衡向著吸熱方向進行；
②根據(jù)增加氫氣的物質(zhì)的量化學平衡向著正反應方向移動；
③根據(jù)a、b、c三點所表示的意義來回答；
③根據(jù)反應物的物質(zhì)的量之比為等于化學計量數(shù)之比時，達平衡狀態(tài)時生成物的百分含量最大；根據(jù)化學平衡狀態(tài)是反應物的轉(zhuǎn)化率最大、生成物的產(chǎn)率最大來回答；先求出各自的平衡濃度，然后根據(jù)平衡常數(shù)的概念來回答；
④根據(jù)該反應為放熱反應，溫度升高，平衡向吸熱的方向移動，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減少；
⑤a．根據(jù)壓強增大，反應速率增大，平衡向氣體體積減少的方向移動；
b．絕熱條件下，體系溫度不再改變則處于平衡狀態(tài)；
c．恒容條件下，氣體的密度保持始終不變，不能說明反應達到平衡；
d．根據(jù)壓強減少，平衡向體積增大的方向移動；

解答：解：（1）N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol       ①
        N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol       ②
        2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol      ③
由蓋斯定律①×2-②×2+③×3得：4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=905.2kJ/mol；     
則17g 即1mol氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣所放出的熱量為

1

4

×905.2kJ=226.3 kJ，
故答案為：226.3 kJ；   
（2）①反應為放熱反應，溫度升高化學平衡向著吸熱方向進行，從T₁到T₂反應物氮氣的量增加，故T₁＜T₂，故答案為：低于；
 ②b點代表平衡狀態(tài)，c點又加入了氫氣，故平衡向右移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：c；
 ③當?shù)獨夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量之比為1：3時達平衡狀態(tài)時氨的百分含量最大，平衡點時產(chǎn)物的產(chǎn)率最大，據(jù)圖示，當平衡時氫氣的物質(zhì)的量為n，故加入N₂的物質(zhì)的量為

n

3

，當n=3mol反應達到平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為60%，故起始氮氣濃度為1，mol/l，變化的氫氣濃度為1.8mol/l，變化的氮氣濃度為0.6mol/l，平衡時氮氣、氫氣、氨氣的濃度分別是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l，據(jù)K=

C2(NH3)

C3(H2)C(N2)

=

1．22

1．23?0.4

=2.08，故答案為：

n

3

；2.08；
④該反應為放熱反應，溫度升高，平衡向吸熱的方向移動，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減少，故答案為：＞；
⑤a．其他條件不變，縮小容器體積，反應物和生成物的濃度增大，正反應速率增大，逆反應速率增大，故平衡將正反應方向移動，故a錯誤；
b．絕熱條件下，體系溫度不再改變則處于平衡狀態(tài)，故b正確；
c．恒容條件下，氣體的密度保持始終不變，不能說明反應達到平衡，故c錯誤；
d．其他條件不變，將容器體積擴大為原來的2倍，NH₃的濃度將為原濃度的一半，體積擴大，壓強減少，平衡向體積增大的方向移動，即逆反應方向移動，則重新平衡時，NH₃的平衡濃度將比原平衡濃度的一半還要小，故d正確；
故選：bd；

點評：本題主要考查了蓋斯定律、化學平衡常數(shù)、外界條件對反應速率和平衡的影響，難度中等，根據(jù)課本知識即可完成．