Question

【題目】在新能源中，氫能將會成為21世紀最理想的能源，但現階段氫氣的主要用于合成氨工業(yè)。

Ⅰ．已知101kPa、25℃時，1mol下列物質完全燃燒生成穩(wěn)定狀態(tài)化合物時放出的熱量數據如下：

物質	氫氣	原煤 (主要成份是C)	汽油 (主要成份C8H18)
熱量(kJ)	285．8	250．9	4910

（1）H2燃燒的熱化學方程式是__________________。

（2）工業(yè)上電解飽和鹽水的副產物之一是H2，反應的離子方程式是_____________。

Ⅱ．德國人發(fā)明了合成氨反應，其原理為： N2(g)+3H2(g)2NH3(g);已知298 K時,ΔH=-92．4 kJ·mol-1, 在500℃，20Mpa時，將氮氣和氫氣通入到體積為2升的密閉容器中，反應過程中各種物質的量變化如右圖所示。

（1）10分鐘內用氨氣表示該反應的平均速率，V(NH3)= ________

（2）在10-20分鐘內氨氣濃度變化的原因可能是 （填空題）

A．加了催化劑 B．縮小容器體積 C．降低溫度 D．增加NH3物質的量

（3）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);該可逆反應達到平衡的標志 （填字母）

A．3v正（H2）=2v逆（NH3）

B．混合氣體的密度不再隨時間變化

C．容器內的壓強不再隨時間而變化

D．N2、H2、NH3的分子數比為1：3：2

E．單位時間生成nmolN2，同時生成3nmolH2

F．amol 氮氮三鍵斷裂的同時，有6 amol氮氫鍵合成

Answer 1

【答案】I（1）2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571．6kJ/mol

（2）2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH－

II（1）V(NH3)=0．005mol/Lmin（2）AB（3）

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）分析表格數據知101kPa、25℃時，1mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ的熱量，則H2燃燒的熱化學方程式是2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) △H = -571．6 kJ / mol。

（2）工業(yè)上電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，反應的離子方程式是2Cl- +2H2OH2↑+ Cl2↑+ 2OH－。

Ⅱ．（1）分析圖像知10分鐘內生成氨氣01mol，根據公式v=△n/V△t計算v(NH3)=0.1mol÷(2L×10min)= 0．005mol/Lmin。

（2）分析圖像知在10-20分鐘內氨氣的物質的量增加，氮氣和氫氣的物質的量減少，反應正向進行，曲線的斜率增大，反應速率加快。A．加了催化劑，反應速率加快，正確；B．縮小容器體積，壓強增大，反應速率加快，正確；C．降低溫度，反應速率變慢，錯誤；D．增加NH3物質的量，圖像不連續(xù)，錯誤，選AB。

（3）A．3v正（H2）=2v逆（NH3），正逆反應速率不相等，反應未達到平衡，錯誤；B．容器的容積不變，氣體的質量不變，混合氣體的密度為恒量，密度不再隨時間變化不能說明反應達到平衡狀態(tài)，錯誤；C．隨著反應的進行，容器內氣體的物質的量逐漸減小，壓強逐漸減小，當容器內的壓強不再隨時間而變化，反應達到平衡狀態(tài)，正確；D．N2、H2、NH3的分子數比為1：3：2，反應不一定為平衡狀態(tài)，錯誤；E．單位時間生成nmolN2，同時生成3nmolH2，二者均為逆反應速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，錯誤；F．amol 氮氮三鍵斷裂的同時，有6 amol氮氫鍵合成，二者均為正反應速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，錯誤；選C。