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【题目】某温度下,在 2 L 恒容密闭容器中 3 种物质间进行反应,XYZ 的物质的量随时间的变化曲线如图所示,反应在 t1 min 时达到平衡。

(1)请写出该反应的化学方程式:____________________________

(2)若上述反应中XYZ 分别为NH3H2N2的一种,在此t1 min 时间内,用H2 表示该反应的平均速率υ(H2)____________________________

(3)拆开 1mol 共价键所需吸收的能量如下表:

共价键

HH

N≡N

NH

吸收的能量/kJ

436

946

391

1mol N2 完全反应生成NH3__________(填:吸收或放出多少)kJ 能量。但事实上,将 1molN2 3molH2放在反应容器中,使它们充分反应,反应的热量变化总小于计算值,原因是________________________________

(4)下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是___________(填字母代号)

A.容器内各气体组分的质量分数不再发生改变

B.容器内气体的压强不再发生改变

C.容器内气体的密度不再发生改变

D.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变

【答案】2X3YZ 0.6/t1 (mol.L-1.min-1) 放出92 该反应为可逆反应,充分反应的最终结果是达到最大限度时,转化率小于100%,因此放出的热量总是小于理论计算值 ABD

【解析】

(1)分析图像中XYZ物质的量的变化值之比,据此写出该反应的化学方程式;

(2)按定义计算用H2 表示该反应的平均速率υ(H2)即可;

(3)通过表格种的键能数据,反应中放出的热量等于生成物的总键能减去反应物的总键能;反应的热量变化与实际消耗的反应物的物质的量成正比;

(4)按平衡状态的特征“等”、,判断选项即可;

(1)由图象可以看出,X的物质的量逐渐减小,则X为反应物,YZ的物质的量逐渐增多,YZ为生成物,当反应到达2min时,△n(X)=0.8mol,△n(Y)=1.2mol,△n(Z)=0.4mol,化学反应中,各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比,则△n(X):△n(Y):△n(Z)=231,所以反应的化学方程式为:2X3Y+Z

答案为:2X3Y+Z

(2)若上述反应中XYZ 分别为NH3H2N2的一种,则Y为氢气,在此t1 min 时间内,用H2 表示该反应的平均速率

答案为:

(3)合成氨反应为: ,实际消耗1molN23molH2,生成2molNH3,则消耗1molN2吸收能量946 kJ、消耗3molH2吸收能量3×436 kJ、生成2molNH3放出能量6×391 kJ,则1mol N2 完全反应生成NH3时放出92kJ 能量;

答案为:92

但合成氨反应是可逆反应,当1mol N2 完全反应生成NH3时,实际提供的反应物必定大于1molN23molH2,若将1molN23molH2放在反应容器中,使它们充分反应,实际不可能完全消耗,故反应的热量变化总小于计算值;

答案为:该反应为可逆反应,充分反应的最终结果是达到最大限度时,转化率小于100%,因此放出的热量总是小于理论计算值;

(4)该反应为2X3YZ

A.容器内各气体组分的质量分数不再发生改变,则各成分的浓度不再变化,已达平衡,A符合;

B.容器内气体的压强不再发生改变,则各成分的物质的量、浓度不再变化,B符合;

C.容器内气体的密度不会随着反应而变化,故密度不再发生改变,不能说明已经平衡,C不符合;

D.气体的物质的量、混合气体的平均相对分子质量会随着反应而变化,故混合气体的平均相对分子质量不再发生改变,则各成分的物质的量不再变化说明已达平衡,D符合;

答案为:ABD

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(3)用电子式表示化合物D2C的形成过程____________CD还可形成化合物D2C2,其电子式为____________

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_______________________________________________________

________________________________________________________

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