Question

2．合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破．已知：25℃时，合成氨反应的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．请回答下列问题：
①其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大（填“增大”或“减小”）；
②25℃时，取1mol N₂和3mol H₂置于2L的密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，达到平衡时放出的热量C
A．大于92.4kJ             B．等于92.4kJ         C．小于92.4kJ
③一定条件下，上述反应达到化学平衡状态的标志是B；
A．N₂、H₂、NH₃的浓度相等           B．容器内压强不再变化
C．单位时间内消耗amol N₂，同时生成2amol NH₃
④25℃时，上述反应平衡常数的表达式为：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．

Answer 1

分析 ①影响化学反应速率的因素是增大物质浓度、升高温度、气体反应增大压强，增大接触面积等都可以加快反应速率；
②合成氨的反应为可逆反应，反应物不可能完全转化成生成物判断该反应放出的热量；
③当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，注意反应物与生成物的化学计量数关系；
④平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，固体和纯液体不写入表达式．

解答 解：①其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大，正逆反应速率都增大，只是正逆反应速率增大程度不同；
故答案为：增大；
②由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol可知，生成2mol氨气放出92.4kJ热量，l molN₂和3molH₂放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，由于可逆反应不可能完全转化，所以生成氨气的物质的量小于2mol，放出的热量小于92.4kJ；
故答案为：C；
③合成氨反应的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol．反应是气体体积减小的放热反应；
A、平衡时各物质的物质的浓度取决于起始配料比以及转化的程度，N₂、H₂、NH₃的浓度相等，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故A错误；
B、反应物和生成物的物质的量不相等，当压强不变时，说明各物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，故B正确；
C、单位时间内消耗amol N₂，同时生成2amol NH₃，反应正向进行，正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，故C错误；
故答案为：B．
④平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反应的平衡常数=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．

点评 本题考查化学反应速率、化学平衡以及平衡常数等知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，难度不大，注意化学平衡标志的判断、化学平衡和反应速率影响因素相关基础知识的积累，把握平衡常数的意义，题目难度中等．