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．氨在國民經濟中占有重要地位．回答下列問題：
（1）合成氨工業中，合成塔中每產生2mol NH3 ， 放出92.2kJ熱量．
①工業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K與溫度T的關系如表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

①平衡常數表達式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的依據是（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．

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，依據熱化學方程式寫出，標注物質聚集狀態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K，說明反應達到平衡狀態，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，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，所以答案是：處于．
【考點精析】利用化學平衡狀態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的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，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（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%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．