Question

【题目】1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才。现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产： N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)△H < 0 当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH3的体积分数φ(NH3)变化趋势如下图所示。

(1)已知：①NH3(l) NH3(g) ΔH1 ②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH2，则反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=________（用含△H1、△H2的代数式表示）。

(2)X轴上a点的数值比b点 _____（填“大”或“小”），Y轴表示_______（填“温度”或“压强”）。

(3)将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件相关数据如下表所示：

下列判断正确的是________。

A．放出热量：Ql< Q2<|△H| B．N2的转化率：I> III

C．平衡常数：II >I D．达平衡时氨气的体积分数：I>II

(4)平衡时，M点NH3的体积分数为10%。若同温同容下，再充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH 3，重新达平衡时NH3的体积分数________ 10%（填“＞”、“＜”、“=”或“无法确定”）。

(5)某科研小组探究在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响．实验结果如图所示：（图中T2和T1表示温度，n表示起始时H2的物质的量）

①图象中T2和T1的关系是：T2_____T1（填“＞”、“＜”、“=”或“无法确定”）。

②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最大的是___（填字母）。

Answer 1

【答案】2△H1+△H2 小 温度 AB ＞ ＜ c

【解析】

(1) 根据盖斯定律，①×2+②可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反应热也进行相应计算；

(2) 随Y值增大，φ(NH3)减小，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反应方向移动，正反应为体积减小的放热反应，故Y为温度，则X为压强，增大压强平衡正向移动，φ(NH3)增大；

(3) A．I为恒温恒容，随反应进行压强减小，Ⅱ为恒温恒压，Ⅱ相当于在I的基础上增大压强，平衡正向移动，Ⅱ中反应物转化率大于Ⅰ；

B．Ⅲ为恒容绝热，随反应进行温度升高，I为恒温恒容，Ⅲ相当于在I的基础上升高温度，平衡逆向移动；

C．平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相同；

D．Ⅱ相当于在I的基础上增大压强，平衡正向移动，氨气体积分数增大；

(4)再次充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH3等效于再次充入1molN2和3molH2，结合勒夏特列原理分析；

(5)①由图可知，n(H2)相同时，T2对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气；

②a、b、c三点，n(H2)越大，平衡正向移动的程度越大，N2的转化率越大。

(1) 已知：①NH3(l)NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2，根据盖斯定律，①×2+②可得：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，故△H=2△H1+△H2；

(2) 随Y值增大，φ(NH3)减小，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反应方向移动，正反应为体积减小的放热反应，故Y为温度，则X为压强，增大压强平衡正向移动，φ(NH3)增大，a点的数值比b点小；

(3) A．I为恒温恒容，随反应进行压强减小，Ⅱ为恒温恒压，Ⅱ相当于在I的基础上增大压强，平衡正向移动，Ⅱ中反应物转化率大于Ⅰ，放出热量：Ql＜Q2<|H|，故A正确；

B．Ⅲ为恒容绝热，随反应进行温度升高，I为恒温恒容，Ⅲ相当于在I的基础上升高温度，平衡逆向移动，N2的转化率：I＞III，故B正确；

C．平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相同，则平衡常数：II=I，故C错误；

D．Ⅱ相当于在I的基础上增大压强，平衡正向移动，则达平衡时氨气的体积分数：I＜II，故D错误；

故答案为AB；

(4) 再次充入0.2mol N2，0.6mol H2和1.6molNH3等效于再次充入1molN2和3molH2，在恒温恒容容器中，相当于增大压强，平衡正向移动，重新达平衡时NH3的体积分数＞10%；

(5)①由图可知，n(H2)相同时，T2对应氨气含高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则T2＜T1 ；

②a、b、c三点，n(H2)越大，平衡正向移动的程度越大，N2的转化率越大，c点时氢气的物质的量最大，c点N2的转化率最高，故答案为：c。