Question

【題目】氮的固定一直是科學家研究的重要課題，合成氨則是人工固氮比較成熟的技術，其原理為N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)

（1）已知每破壞1mol有關化學鍵需要的能量如下表：

H-H	N-H	N-N	N≡N
435.9KJ	390.8KJ	192.8KJ	945.8KJ

則反應物的總能量_________（填“>”或 “<”）生成物的總能量

（2）在一定溫度下、向2L密閉容器中加入2 molN2、6 mol H2，在適當的催化劑作用下，發(fā)生反應 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)，10min后達到平衡，此時剩余4.5mol H2，請回答

①下列敘述能說明此反應達到平衡狀態(tài)的是________________________。

a．容器內總壓強不變 b．v(H2)正＝v(H2)逆　

c．N2和H2的轉化率相等 d．混合氣體的密度保持不變

e．2 mol NH3生成的同時有3 mol H—H鍵斷裂 f．NH3的濃度不再改變

②1)0--10 min內的平均反應速率v(H2) 是___________mol/Lmin；

2)平衡時，NH3的濃度是____________mol/L；

3)平衡時，N2的轉化率是____________。

Answer 1

【答案】 大于 a 、b 、f 0.075 0.5 25%

【解析】本題分析：本題主要考查化學平衡。

（1）△H=生成物的總能量-反應物的總能量=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和=(945.8+435.9×3-390.8×6 )kJ/mol<0，則反應物的總能量>生成物的總能量。

（2）①a．隨著反應進行，氣體物質的量在變化，壓強也隨著發(fā)生變化，當容器內總壓強不變時，說明此反應達到平衡狀態(tài)；b．v(H2)正＝v(H2)逆，說明此反應達到平衡狀態(tài)；c．N2和H2的轉化率總是相等的，與此反應是否達到平衡狀態(tài)無關；d．混合氣體的的質量守恒，體積一定，密度始終保持不變，與此反應是否達到平衡狀態(tài)無關；e．都是正反應速率，不能說明此反應達到平衡狀態(tài)；f．隨著反應進行，NH3的濃度在變化，當NH3的濃度不再改變時，說明此反應達到平衡狀態(tài)。故選a 、b 、f。

②1)v(H2) =(6-4.5)/2/10mol/Lmin=0.075 mol/Lmin；

2)平衡時，NH3的濃度是(6-4.5) /2×2/3mol/L =0.5mol/L；

3)平衡時，N2的轉化率等于氫氣的轉化率是(6-4.5)/6=25%。