Question

【題目】某溫度時(shí)，在2L的密閉容器中，X、Y、Z（均為氣體）三種物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

（1）由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

（2）若上述反應(yīng)中X、Y、Z分別為H2、N2、NH3,某溫度下，在容積恒定為2.0L的密閉容器中充入2.0molN2和2.0molH2，一段時(shí)間后反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

t/s	0	50	150	250	350
n(NH3)	0	0.24	0.36	0.40	0.40

0~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率 v(N2) = __________ mol·L－1·min－1，250s時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為____________％。

（3）已知：鍵能指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1mol氣態(tài)分子AB（g）解離為氣態(tài)原子A（g），B（g）所需的能量，用符號(hào)E表示，單位為kJ/mol。的鍵能為946kJ/mol，H-H的鍵能為436kJ/mol，N-H的鍵能為391kJ/mol，則生成1molNH3過程中___（填“吸收”或“放出”）的能量為____ kJ， 反應(yīng)達(dá)到(2)中的平衡狀態(tài)時(shí),對(duì)應(yīng)的能量變化的數(shù)值為____kJ。

（4）反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始時(shí)____（填增大、減小或不變），混合氣體密度比起始時(shí)______（填增大、減小或不變）。

（5）為加快反應(yīng)速率，可以采取的措施是_______（填符號(hào)）

a．降低溫度 b．增大壓強(qiáng) c．恒容時(shí)充入He氣

d．恒壓時(shí)充入He氣 e．及時(shí)分離NH3 f．加入催化劑

Answer 1

【答案】3X+Y2Z 7.2×10-2mol/(L·min ) 30% 放出 46 kJ 18.4 增大 不變 bf

【解析】

某溫度時(shí)，在2L的密閉容器中，X、Y消耗生成Z，相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)混合物中各組分的變化量之比與其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相同。該反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，X消耗0.3mol，Y消耗0.1mol，Z生成了0.2mol，故該反應(yīng)的化學(xué)方程為3X+Y2Z。

（1）在2L的密閉容器中，X、Y消耗生成Z，相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)混合物中各組分的變化量之比與其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相同。該反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，X消耗0.3mol，Y消耗0.1mol，Z生成了0.2mol，故該反應(yīng)的化學(xué)方程為3X+Y2Z。

（2）若上述反應(yīng)為3 H2+ N22 NH3，根據(jù)平衡速率公式可知，0~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率 v(NH3) =1.44×10-1mol/(L·min) ，v(N2) =0.5 v(NH3)= 7.2×10-2mol/(L·min )；250s時(shí)，生成氨氣0.4mol，消耗氫氣0.6mol，H2的轉(zhuǎn)化率為。

（3）反應(yīng)為3 H2+ N22 NH3，ΔH=反應(yīng)物鍵能總和 - 生成物鍵能總和=436kJ/mol×3+946kJ/mol -391kJ/mol×3×2=-92kJ/mol，所以，產(chǎn)生1mol氨氣放出的能量為46kJ， 反應(yīng)達(dá)到(2)中的平衡狀態(tài)時(shí)生成0.4mol氨氣，對(duì)應(yīng)的能量變化的數(shù)值為0.2×92kJ =18.4kJ。

（4）反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)容器內(nèi)混合氣體的質(zhì)量不變，總物質(zhì)的量減小，故反應(yīng)混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始時(shí)增大，但是氣體的總體積不變，故混合氣體的密度一直不變。

（5）a．降低溫度，根據(jù)有效碰撞理論，反應(yīng)速率減小；

b．增大壓強(qiáng)，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，反應(yīng)速率增大；

c．恒容時(shí)充入He氣，不改變反應(yīng)中物質(zhì)的濃度，反應(yīng)速率不變；

d．恒壓時(shí)充入He氣，容器體積增大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小；

e．及時(shí)分離NH3，生成物物質(zhì)的量下降，反應(yīng)速率減小；

f．加入催化劑，降低反應(yīng)的活化能，反應(yīng)速率增大；

綜上所述，為加快反應(yīng)速率，可以采取的措施是bf。