Question

【题目】工业上合成氨的原理如下：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H。

（1）已知H-H键的键能为436 kJmol-1，N-H键的键能为391kJmol-1，N=N键的键能是945.6 kJmol-1，则上述反应的△H=________。

（2）若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为甲：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。若其他条件 相同，温度不同，则温度由高到低的顺序是______________（填序号）。

（3）在一定温度下，将1 molN2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为 2.8 mol，容器压强为8 MPa。则平衡常数Kp =________（用平衡分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

（4）在773 K时，分別将2 molN2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中各物质的浓度与反应时间t的关系如图所示。

①图中表示c(N2)-t的曲线是________。

②该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度均为3 mol·L-l，则此时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）反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，故945.6 kJmol-1+3×436 kJmol-1-2×3×391kJmol-1= -92. 4kJ mol-1；（2）将速率全换成用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。故反应速率顺序为：丁>乙>甲>丙；

（3）设参加反应的氮气物质的量为xmol，

该反应中N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始（mol）1 3 0

变化（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；

平衡时各物质的压强之比等于其物质的量之比，所以P（N2）= ；P（H2）= ，P（NH3）= ，化学平衡常数Kp= =0.26；

（4）①由反应方程式可知：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，而△n甲：△n乙：△n丙=3：1：2，所以表示c（N2）～t的曲线是乙；②由表可知表可知25min反应达平衡状态，

N2（g）+3H2（g）2NH3（g），

初起（mol·L－1）：2 6 0

变化（mol·L－1）：1 3 2

平衡（mol·L－1）：1 3 2

此时平衡常数为：K=，根据Qc=＜K，所以平衡正向移动，即此时v正大于v逆。