Question

氨氣是生產(chǎn)化肥、硝酸等的重要原料，圍繞合成氨人們進(jìn)行了一系列的研究

（1）氫氣既能與氮?dú)庥帜芘c氧氣發(fā)生反應(yīng)，但是反應(yīng)的條件卻不相同．

已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=﹣483.6kJ/mol

3H₂（g）+N₂（g）⇌2NH₃（g）△H=﹣92.4kJ/mol

計(jì)算斷裂1mol N≡N鍵需要能量　　kJ，氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵　　（填“強(qiáng)”或“弱”），因此氫氣與二者反應(yīng)的條件不同．

（2）固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題．自然界中存在天然的大氣固氮過程：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.8kJ/mol，工業(yè)合成氨則是人工固氮．分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)，下列結(jié)論正確的是　　．

反應(yīng)	大氣固氮	工業(yè)固氮
溫度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10﹣31	0.1	5×108	1.847	0.507	0.152

A．常溫下，大氣固氮幾乎不可能進(jìn)行，而工業(yè)固氮非常容易進(jìn)行

B．人類大規(guī)模模擬大氣固氮是無(wú)意義的

C．工業(yè)固氮溫度越低，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全

D．K越大說明合成氨反應(yīng)的速率越大

（3）在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料，發(fā)生反應(yīng)：3H₂（g）+N₂（g）⇌2NH₃（g）測(cè)得甲容器中H₂的轉(zhuǎn)化率為40%．

	N2	H2	NH3
甲	1	3	0
乙	0.5	1.5	1
丙	0	0	4

①判斷乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向　　．（填“正向”或“逆向”）

②達(dá)平衡時(shí)，甲、乙、丙三容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)大小順序?yàn)?u>　　．

（4）氨氣是合成硝酸的原料，寫出氨氣與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式　　．

Answer 1

考點(diǎn)：

有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算；熱化學(xué)方程式；化學(xué)平衡常數(shù)的含義．.
專題：	化學(xué)反應(yīng)中的能量變化；化學(xué)平衡專題．
分析：	（1）反應(yīng)物總鍵能﹣生成物總鍵能=反應(yīng)熱，據(jù)此計(jì)算； 鍵能越大，化學(xué)鍵越強(qiáng)； （2）A、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題，與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān)； B、大氣固氮的進(jìn)行程度很小，利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成，產(chǎn)率很小； C、合成氨是放熱反應(yīng)，溫度越低，有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高； D、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)； （3）①甲、乙是完全等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，根據(jù)甲中氫氣的轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量，與乙中氫氣的物質(zhì)的量比較，判斷反應(yīng)進(jìn)行方向； ②甲、乙是完全等效平衡，平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)相等，丙相當(dāng)于在甲平衡的基礎(chǔ)上，再加入1molN2、3molH2，壓強(qiáng)增大平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此解答． （4）根據(jù)（1）、（2）中的熱化學(xué)方程式，由蓋斯定律構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式．
解答：	解：（1）N≡N鍵能為x，則3×436kJ/mol+x﹣2×1173.2kJ/mol=﹣92.4kJ/mol，解得x=946kJ/mol，故斷裂1mol N≡N鍵需要能量是946kJ，O=O鍵能是498kJ/mol，故氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵強(qiáng)， 故答案為：946；強(qiáng)； （2）A、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題，與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤； B、大氣固氮的進(jìn)行程度很小，利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成，產(chǎn)率很小，沒有實(shí)際意義，故B正確； C、合成氨是放熱反應(yīng)，溫度越低，有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)越完全，故C正確； D、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤； 故答案為：BC； （3）①甲、乙是完全等效平衡，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等，平衡時(shí)甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為40%，則平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為3mol×（1﹣40%）=1.8mol，乙中氫氣為1.5mol，小于1.8mol，則乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向是逆向， 故答案為：逆向； ②甲、乙是完全等效平衡，平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)相等，丙相當(dāng)于在甲平衡的基礎(chǔ)上，再加入1molN2、3molH2，壓強(qiáng)增大平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大，故體積分?jǐn)?shù)：丙＞甲=乙， 故答案為：丙＞甲=乙； 據(jù)此解答． （4）已知：①、2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ/mol ②、3H2（g）+N2（g）⇌2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol ③、N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.8kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律，③×2﹣②×2+①×3得：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣904.4kJ/mol， 故答案為：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣904.4kJ/mol．
點(diǎn)評(píng)：	本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、平衡常數(shù)意義、等效平衡等，難度中等，注意（3）中等效平衡的理解與構(gòu)建平衡建立的等效途徑．