Question

【题目】工业上用氢气合成氨气的原理为:N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0

(1)用太阳能分解水制备H2是一项新技术,其过程如下

已知:2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋483.6kJ·mol－１ 2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g) ΔH＝＋313.8kJ·mol－１

①过程Ⅱ的热化学方程式是____________________________________.

②整个过程中,Fe3O4 的作用是________________________.

(2)在2L密闭容器中通入3molH2和１molN2,测得不同温度下,NH3的产率随时间变化如图所示.

①下列有关说法正确的是_______________________

A 由b点到c点混合气体密度逐渐增大

B 达到平衡时,2v正(H2)＝3v逆(NH3)

C 平衡时,通入氩气平衡正向移动

D 平衡常数,ka＜kb＝kc

②T1 温度时,0－15min内v(H2)＝___________ mol·L－１·min－１.

③已知:瞬时速率表达式v正＝k正c3(H2)c(N2),v逆＝k逆c2(NH3)(k 为速率常数,只与温度有关).温度由T1 调到T2,活化分子百分率 ______________(填“增大”“减小”或“不变”),k正增大倍数______________k逆增大倍数(填“大于”“小于”或“等于”).T1℃时,k正/k逆＝__________ 。

Answer 1

【答案】3FeO(s)+H2O(g)====Fe3O4(s)+H2(g) H=+84.9kJ/mol 催化剂 BD 0.05 增大 小于 或2.37

【解析】

根据化学平衡图象分析解答；根据热化学反应方程式的书写规则分析解答。

①过程Ⅱ是FeO与水、O2反应生成Fe3O4和H2，该反应的的热化学方程式是3FeO(s)+H2O(g)====Fe3O4(s)+H2(g) H=+84.9kJ/mol，

故答案为：3FeO(s)+H2O(g)====Fe3O4(s)+H2(g) H=+84.9kJ/mol；

②整个过程中Fe3O4是作催化剂的作用，

故答案为：催化剂；

(2)①A.由图象可知，b点→c点NH3的物质的量增多，混合气体密度减小，故A错误；

B.达到平衡时，v正(H2)＝v逆(H2)，即可根据反应方程式推断出，2v正(H2)＝3v逆(NH3)，故B正确；

C.氩气对平衡没有影响，故C错误；

D.平衡常数只受温度影响，则ka＜kb＝kc，故D正确；

故答案为：BD；

②T1 温度下，15min时，NH3的产率占50%，反应n(H2)=1.5mol，v(H2)＝=0.05mol·L-1·min-1，

故答案为：0.05mol·L-1·min-1；

③有图象可知，T1时的反应速率比T2时反应速率小，所以温度由T1 调到T2,活化分子百分率增大，k正增大倍数小于k逆增大倍数，T1℃时，NH3的产率是50%，根据方程式可知：

N2 + 3H22NH3

初始c(mol/L) 0.5 1.5 0

反应了 0.25 0.75 0.5

平衡时 0.25 0.75 0.5 K==，，计算可知，k正/k逆＝=2.37，

故答案为：增大；小于；或2.37。