Question

【题目】氨在国民生产中占有重要的地位。工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。下表是合成氨反应在某温度下2.0L的密闭容器中进行时，测得的数据：

时间（h） 物质的量（mol）	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0.00	0.20	n2	1.00	1.00

根据表中数据计算：

（1）反应进行到2小时时放出的热量为____________kJ。

（2）此条件下该反应的化学平衡常数K=____________(保留两位小数)。

（3）有两个密闭容器A和B，A容器保持恒容，B容器保持恒压，起始时向容积相等的A、B中分别通入等量的NH3气体，均发生反应：2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)。则：

①达到平衡所需的时间：t(A)_____t(B)，平衡时，NH3的转化率：a(A)______a(B) (填“>”、“=”或“<”)。

②达到平衡后，在两容器中分别通入等量的氦气。A中平衡向_________移动，B中平衡向_________移动。(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”、“不”)。

（4）在三个相同容器中各充入1molN2和3molH2，在不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数[φ(NH3)]随时间变化的曲线图所示.下列说法中正确的是_____(填字母，下同)。

A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1

B．图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1＞2

C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2

Answer 1

【答案】 27.72 0.15 < < 不 向正反应方向 B

【解析】(1). 由方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol可知，每消耗1mol氮气时，反应放出的热量为92.4kJ，当反应进行到2h时，消耗氮气的物质的量为（1.5－1.2）mol=0.3mol，反应放出的热量为0.3mol×92.4kJ/mol=27.72kJ，故答案为：27.72；

(2). 由表中数据可知，反应进行到3h和4h时，氨气的物质的量不变，说明3h和4h时均为平衡状态，则此条件下该反应的化学平衡常数K===0.15，故答案为：0.15；

(3). ①. 有两个密闭容器A和B，A容器保持恒容，B容器保持恒压，起始时向容积相等的A、B中分别通入等量的NH3，发生反应2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)，该反应为气体物质的量增大的可逆反应，A容器保持恒容，反应达到平衡时A容器中压强增大，B容器保持恒压，则A容器与B容器相比，A容器相当于增大压强，A中反应速率快，达到平衡需要的时间短，即达到平衡时所需的时间：t(A)＜t(B)，对于2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)，增大压强，平衡逆向移动，NH3的转化率减小，即a(A)＜a(B)，故答案为：＜；＜；

②. 达到平衡后，在两容器中分别通入等量的氦气，A容器保持恒容，则A容器中各物质的浓度不变，平衡不移动，B容器保持恒压，则通入氦气时B容器的体积增大，对于B容器，相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，故答案为：不；向正反应方向；

(4). A. 若图Ⅰ表示不同压强对反应的影响，因压强越大，反应速率越快，反应达到平衡所需的时间越短，所以P2＞P1，但对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，增大压强，平衡正向移动，NH3的体积分数增大，即压强越大，氨气的体积分数越大，图象与事实不符，故A错误；B. 催化剂可以加快反应速率，使用催化剂1时达到平衡所需的时间更短，说明催化剂1的催化性能比催化剂2要好，催化剂不能使平衡移动，所以使用不同的催化剂时，氨气的体积分数不变，图象与事实相符，故B正确；C. 若图III表示不同温度对反应的影响，因温度越高，反应速率越快，反应达到平衡所需的时间越短，所以T1＞T2，但N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，即温度越高，氨气的体积分数越小，图象与事实不符，故C错误；答案选B。