Question

某温度时，在一个2L的密闭容器中，H₂、N₂、NH₃三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据，回答下列问题：
（1）从开始至2min，NH₃的平均反应速率是

 

；
（2）对合成氨的反应，下列能说明达到平衡状态的是

 

；
A．单位时间内 3mol H-H键 断裂同时1mol N≡N键形成
B．单位时间内氮气的消耗速率等于氢气的生成速率
C． 3v（H₂）=2v（NH₃）
D．c（H₂）：c（N₂）：c（NH₃）=7：9：2
E．混合气体密度不在变化
F．混合气体平均摩尔质量不再变化
（3）若拆开1mol H-H键，1mol N-H键，1mol N≡N键分别需要吸收的能量为436kJ，391kJ，946kJ．则1mol N₂与3mol H₂反应完全转化为NH₃应

 

热量（填“吸收”或“放出”）

 

 kJ．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据v=

△c

△t

计算反应速率；
（2）根据可逆反应处于平衡状态时正逆反应速率相等、组成成分不变，以及由此衍生出的部分物理量不变的特征作判断；
（3）根据反应物键能减去生成物键能可计算出反应热，并判断反应是否放热．

解答： 解：根据图中各物质的变化的物质的量可知，△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=（1.0mol-0.7mol）：（1.0mol-0.9mol）：0.2mol=3：：2，对照化学方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，X线表示H₂，Y线表示N₂，Z线表示NH₃，
（1）因为Z线表示NH₃，结合图中数据NH₃的平均反应速率为

△c

△t

=

0.2mol 2L

2min

=0.05mol/（L?min），故答案为：0.05mol/（L?min）；
（2）A、单位时间内 3mol H-H键 断裂是指正反应同时1mol N≡N键形成是指逆反应，且速率之比等于它们的计量数之比，即该反应的正逆反应速率相等，故A正确；
B、单位时间内氮气的消耗速率等于氢气的生成速率，因为氮气的计量数和氢气的计量数不相等，所以它们反映出的正逆反应速率不相等，故B错误；
C、由于反应中氢气的计量数与氨气的计量数之比为3：2，所以有2v（H₂）=3v（NH₃），故C错误；
D、由于体系在同一容器中，所以有浓度之比等于物质的量之比，当c（H₂）：c（N₂）：c（NH₃）=7：9：2时，则n（H₂）：n（N₂）：n（NH₃）=7：9：2，再由图象可知此时物质的量不变，反应处于平衡状态，故D正确；
E、由于该反应在恒容条件下进行，且反应前后气体质量守恒，所以反应前后密度始终不变，故混合气体密度不在变化不能判断反应是否处于平衡状态，故E错误；
F、由于反应前后气体质量守恒，但反应前后气体的物质的量在变化，所以反应前后的气体平均摩尔质量发生变化，当混合气体平均摩尔质量不再变化时，可说明反应已经处于平衡状态，故F正确；
故答案为：ADF；
（3）在反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）中，根据反应物键能减去生成物键能可得反应热为：△H=（946kJ+3×436kJ-6×391kJ）/mol=-92kJ/mol，故该反应为放热反应，放出热量为92KJ，故答案为：放热；92KJ．

点评：本题考查了反应速率的计算，平衡状态的特征及反应热的计算，有一定的综合性，但内容较简单，注重对基础知识的理解．