Question

2．合成氨工業(yè)對國民經濟和社會發(fā)展具有重要的意義．對于密閉容器中的反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），500K、30MPa下n（NH₃）、n（H₂）和n（N₂）隨時間變化的關系如圖所示．
請回答下列問題：
（1）圖中屬于氫氣物質的量隨時間變化的曲線是Ⅲ （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）．
（2）關于t₂時刻的說法正確的是CD．
A．t₂時該反應達到平衡狀態(tài)
B．t₂時Ⅱ和Ⅲ代表的物質反應速率相同
C．t₂時氫氣、氮氣與氨氣的反應速率之比為3：1：2
D．t₂時氨氣與氫氣的物質的量相同
（3）對于Ⅱ所代表的物質，其逆反應速率最大的點是g（填“c”、“d”或“g”）；對于Ⅰ所代表的物質，其正反應速率最小的點是f（填“a”、“e”或“f”）．
（4）其他條件不變，只改變溫度，在改變的這個溫度下反應至t₃時刻，此時n（H₂）比圖象中的值大，那么該溫度可能是A．
A．673K           B．273K       C．373K
（5）在密閉容器中充入2mol N₂和6mol H₂，一定條件下建立平衡：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol，測得N₂的轉化率為90%，則在此條件下，反應放出的熱量為165.96kJ．若與上述反應的溫度和體積相同時，向密閉容器中充入4mol NH₃，則達平衡后，反應吸收（填“放出”或“吸收”）的熱量為18.44kJ．

Answer 1

分析 （1）以及化學方程式中的化學計量數和圖象中物質的量的變化分析；
（2）t₂時刻氫氣和氨氣的物質的量相等，反應未達到平衡狀態(tài)，速率正比的與化學計量數之比相等，據此判斷；
（3）合成氨開始后，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，到平衡后，正逆反應速率相等，正反應速率最小，逆反應速率增大；
（4）合成氨是反應放熱，溫度改變后，n（H₂）比圖象中的值大，說明平衡逆向移動，溫度升高平衡逆向移動；
（5）1mol氮氣反應放熱92.2KJ，據參加反應的氮氣的物質的量判斷放熱多少；生成2mol氨氣放熱92.2KJ，分解2mol氨氣吸熱92.2KJ，據等效平衡原理判斷分解氨氣的物質的量計算吸熱多少．

解答 解：（1）氫氣是反應物，其物質的量減少，且其減少量與氮氣之比為3：1，可以判斷Ⅲ為氫氣，故答案為：Ⅲ；
（2）t₂時刻氫氣和氨氣的物質的量相等，反應未達到平衡狀態(tài)，
A、反應未達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、t₂時刻氫氣和氨氣的物質的量相等，反應速率不同，故B錯誤；
C、各物質反應速率之比始終大于化學計量數之比，故C正確；
D、t₂時刻氫氣和氨氣的物質的量相等，故D正確；
故答案為：CD；
（3）合成氨開始后，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，到平衡后，正逆反應速率相等，正反應速率最小，逆反應速率增大，
故答案為：g；f；
（4）合成氨是反應放熱，溫度改變后，n（H₂）比圖象中的值大，說明平衡逆向移動，溫度升高平衡逆向移動，溫度高于500K，
故答案為：A；
（5）參加反應的氮氣的物質的量為90%×2mol=1.8mol，放熱1.8mol×92.2KJ/mol=165.96KJ；在相同容器中充入2mol N₂和6mol H₂與充入4mol NH₃達到平衡狀態(tài)后，各物質濃度相同，充入2mol N₂和6mol H₂時，平衡后氮氣有0.2mol，氫氣有0.6mol、氨氣有3.6mol，則加入4mol氨氣，只反應0.4mol，生成2mol氨氣放熱92.2KJ，分解2mol氨氣吸熱92.2KJ，負極0.4mol氨氣吸熱0.4mol×$\frac{92.2KJ}{2}$=18.44KJ，
故答案為：165.96；吸收；18.44．

點評 本題考查了據圖象判斷反應物和生成物、平衡狀態(tài)判斷、反應速率與平衡的關系、反應熱的計算，題目難度較大．