Question

氨气在化肥、致冷剂、有机合成工业中都有广泛应用．
（1）实验室制取氨气的化学方程式为

Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

．
（2）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生反应也可生成氨气．
已知：①2N₂（g）+6H₂O（l）═4NH₃（g）+3O₂（g）△H₁=2akJ?mol^-1
②N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₂=-92.4kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₃=-571.6kJ?mol^-1
则a=

765

．
（3）N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃在密闭容器中反应一段时间后，达到平衡状态．关于此平衡状态的说法正确的是

②④

．
①该反应的K=c（N₂）?c³（H₂）/c²（NH₃）  ②2υ_正（H₂）=3υ_逆（NH₃）  ③改变条件，N₂、H₂、NH₃的浓度可能会变化，K值也会随之变化  ④每有3molH-H键断裂，同时一定有6molN-H键断裂
（4）在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol N₂和0.6mol H₂，在一定条件下发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0．反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如图所示．
结合如图计算从反应开始到平衡时，用NH₃表示的平均反应速率υ（NH₃）=

0.025mol/（L?min）

．反应到平衡时N₂的转化率为

50%

．

Answer 1

分析：（1）实验室利用熟石灰与氯化铵共热制取氨气；
（2）由盖斯定律可知，②×2-③×3得到①，以此计算反应热；
（3）达到平衡状态，正逆反应速率相等，各组分的浓度不变，结合K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比来解答；
（4）由图可知，4min达到平衡，生成氨气为0.1mol/L，以此计算反应速率及转化率．

解答：解：（1）（1）实验室利用熟石灰与氯化铵共热制取氨气，该反应为Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）①2N₂（g）+6H₂O（l）═4NH₃（g）+3O₂（g）△H₁=2akJ?mol^-1
②N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₂=-92.4kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₃=-571.6kJ?mol^-1
由盖斯定律可知，②×2-③×3得到①，则2a=（-92.4）×2-（-571.6k）×3，解得a=765，故答案为：765；
（3）①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，该反应的K=c²（NH₃）/c（N₂）?c³（H₂），故错误；
②2υ_正（H₂）=3υ_逆（NH₃），则转化为氢气的反应速率，正逆反应速率相等，为平衡状态，故正确；
③改变条件，N₂、H₂、NH₃的浓度可能会变化，但K值不会随之变化，K与温度有关，故错误；
④每有3molH-H键断裂，同时一定有6molN-H键断裂，达到平衡状态，正逆反应速率相等，故正确；
故答案为：②④；
（4）由图可知，4min达到平衡，生成氨气为0.1mol/L，用NH₃表示的平均反应速率υ（NH₃）=

0.1mol/L

4min

=0.025mol/（L?min），
生成0.1mol/L氨气需要转化氮气0.05mol/L，则氮气的转化率为

0.05mol/L

0.1mol/L

×100%=50%，故答案为：0.025mol/（L?min）；50%．

点评：本题考查较综合，涉及反应热的计算、化学平衡及化学平衡的计算等，侧重反应原理的考查，注重高考常考考点的训练，题目难度中等．