Question

【題目】氨在國民生產中占有重要的地位。工業合成氨的反應為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。下表是合成氨反應在某溫度下2.0L的密閉容器中進行時，測得的數據：

時間（h） 物質的量（mol）	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0.00	0.20	n2	1.00	1.00

根據表中數據計算：

（1）反應進行到2小時時放出的熱量為____________kJ。

（2）此條件下該反應的化學平衡常數K=____________(保留兩位小數)。

（3）有兩個密閉容器A和B，A容器保持恒容，B容器保持恒壓，起始時向容積相等的A、B中分別通入等量的NH3氣體，均發生反應：2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)。則：

①達到平衡所需的時間：t(A)_____t(B)，平衡時，NH3的轉化率：a(A)______a(B) (填“>”、“=”或“<”)。

②達到平衡后，在兩容器中分別通入等量的氦氣。A中平衡向_________移動，B中平衡向_________移動。(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”、“不”)。

（4）在三個相同容器中各充入1molN2和3molH2，在不同條件下反應并達到平衡，氨的體積分數[φ(NH3)]隨時間變化的曲線圖所示.下列說法中正確的是_____(填字母，下同)。

A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應的影響，且P2＞P1

B．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對反應的影響，且催化劑性能1＞2

C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應的影響，且T1＞T2

Answer 1

【答案】 27.72 0.15 < < 不 向正反應方向 B

【解析】(1). 由方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol可知，每消耗1mol氮氣時，反應放出的熱量為92.4kJ，當反應進行到2h時，消耗氮氣的物質的量為（1.5－1.2）mol=0.3mol，反應放出的熱量為0.3mol×92.4kJ/mol=27.72kJ，故答案為：27.72；

(2). 由表中數據可知，反應進行到3h和4h時，氨氣的物質的量不變，說明3h和4h時均為平衡狀態，則此條件下該反應的化學平衡常數K===0.15，故答案為：0.15；

(3). ①. 有兩個密閉容器A和B，A容器保持恒容，B容器保持恒壓，起始時向容積相等的A、B中分別通入等量的NH3，發生反應2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)，該反應為氣體物質的量增大的可逆反應，A容器保持恒容，反應達到平衡時A容器中壓強增大，B容器保持恒壓，則A容器與B容器相比，A容器相當于增大壓強，A中反應速率快，達到平衡需要的時間短，即達到平衡時所需的時間：t(A)＜t(B)，對于2NH3(g)3H2(g)＋N2(g)，增大壓強，平衡逆向移動，NH3的轉化率減小，即a(A)＜a(B)，故答案為：＜；＜；

②. 達到平衡后，在兩容器中分別通入等量的氦氣，A容器保持恒容，則A容器中各物質的濃度不變，平衡不移動，B容器保持恒壓，則通入氦氣時B容器的體積增大，對于B容器，相當于減小壓強，平衡向正反應方向移動，故答案為：不；向正反應方向；

(4). A. 若圖Ⅰ表示不同壓強對反應的影響，因壓強越大，反應速率越快，反應達到平衡所需的時間越短，所以P2＞P1，但對于可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，增大壓強，平衡正向移動，NH3的體積分數增大，即壓強越大，氨氣的體積分數越大，圖象與事實不符，故A錯誤；B. 催化劑可以加快反應速率，使用催化劑1時達到平衡所需的時間更短，說明催化劑1的催化性能比催化劑2要好，催化劑不能使平衡移動，所以使用不同的催化劑時，氨氣的體積分數不變，圖象與事實相符，故B正確；C. 若圖III表示不同溫度對反應的影響，因溫度越高，反應速率越快，反應達到平衡所需的時間越短，所以T1＞T2，但N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，氨氣的體積分數減小，即溫度越高，氨氣的體積分數越小，圖象與事實不符，故C錯誤；答案選B。