Question

【題目】工業上合成氨的原理如下：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H。

（1）已知H-H鍵的鍵能為436 kJmol-1，N-H鍵的鍵能為391kJmol-1，N=N鍵的鍵能是945.6 kJmol-1，則上述反應的△H=________。

（2）若上述反應在甲、乙、丙、丁四個同樣的密閉容器中進行，在同一段時間內測得容器內的反應速率分別為甲：v(NH3)=3.5 molL-1 min-1；乙：v(N2)=2 molL-1 min-1； 丙：v(H2)=4.5molL-1 min-1；丁：v(NH3)=0.075 molL-1 min-1。若其他條件 相同，溫度不同，則溫度由高到低的順序是______________（填序號）。

（3）在一定溫度下，將1 molN2和3 mol H2混合置于體積不變的密閉容器中發生反應，達到平衡狀態時，測得氣體總物質的量為 2.8 mol，容器壓強為8 MPa。則平衡常數Kp =________（用平衡分壓代替濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。

（4）在773 K時，分別將2 molN2和6 mol H2充入一個固定容積為1 L的密閉容器中，隨著反應的進行，氣體混合物中各物質的濃度與反應時間t的關系如圖所示。

①圖中表示c(N2)-t的曲線是________。

②該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度均為3 mol·L-l，則此時v正________v逆（填“>”“<”或“=”）。

Answer 1

【答案】 -92. 4kJ mol-1 丁>乙>甲>丙 （或 0.26K） 乙 >

【解析】（1）反應熱△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，故945.6 kJmol-1+3×436 kJmol-1-2×3×391kJmol-1= -92. 4kJ mol-1；（2）將速率全換成用N2表示：甲：v(N2)=v(NH3)/2=1.75molL-1 min-1；乙：v(N2)=2 molL-1 min-1； 丙：v(N2)=v(H2)/3=1.5molL-1 min-1；丁：v(N2)=v(NH3)/2=0.0375 molL-1 min-1。故反應速率順序為：丁>乙>甲>丙；

（3）設參加反應的氮氣物質的量為xmol，

該反應中N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始（mol）1 3 0

變化（mol） x 3x 2x

平衡（mol） 1-x 3-3x 2x

列式可得：（1-x）+（3-3x）+2x=2.8，x=0.6；

平衡時各物質的壓強之比等于其物質的量之比，所以P（N2）= ；P（H2）= ，P（NH3）= ，化學平衡常數Kp= =0.26；

（4）①由反應方程式可知：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）變化量之比等于對應物質的化學計量數之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c（N2）～t的曲線是乙；②由表可知表可知25min反應達平衡狀態，

N2（g）+3H2（g）2NH3（g），

初起（mol·L－1）：2 6 0

變化（mol·L－1）：1 3 2

平衡（mol·L－1）：1 3 2

此時平衡常數為：K=，根據Qc=＜K，所以平衡正向移動，即此時v正大于v逆。