Question

【題目】（1）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；△H＝－94.4kJ·mol-1。恒容時，體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖所示。

①在1L容器中發生反應，前20min內，v(NH3)＝______，放出的熱量為________；

②25min時采取的措施是_______；

③時段Ⅲ條件下，反應的平衡常數表達式為____（用具體數據表示，含單位）。

（2）電廠煙氣脫氮的主反應①： 4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)，副反應②： 2NH3(g)＋8NO(g)5N2O(g)＋3H2O(g)；△H＞0。平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關系如圖。請回答：在400K～600K時，平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規律是________

Answer 1

【答案】 0.050mol/(L·min) 47.2kJ 將NH3從體系中分離出來 (0.50mol/L)2/[( 0.25mol/L)×( 0.75mol/L)3] 隨溫度升高，N2的含量降低

【解析】（1）①由圖可知，前20min內氨氣的濃度由0逐漸增大到1.0mol/L，因此該反應的反應速率v(NH3)=1.0mol/L÷20min=0.050mol/(Lmin)；氮氣由1.0mol/L逐漸減小到0.50mol/L，根據cV=n可知參加反應的氮氣的物質的量為(1.0－0.50)mol/L×1L=0.50mol，根據熱化學方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=－94.4kJ·mol－1可知0.50mol氮氣反應放出47.2kJ熱量；②由圖可知，25min時氨氣的濃度由1.0mol/L變為0，說明采取的措施是將平衡體系中的氨氣及時分離出去，導致氨氣的濃度減小，平衡向正反應方向移動，則氨氣、氫氣的濃度均減小，氨氣的濃度由0逐漸增大；③時段III條件下，由圖中可判斷氨氣、氮氣、氫氣的平衡濃度分別為0.50mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L，代入合成氨的平衡常數表達式可得，K＝(0.50mol/L)2/[( 0.25mol/L)×( 0.75mol/L)3]；（2）由圖可知，在400K～600K時，平衡混合氣中氮氣含量隨溫度的升高而降低，而一氧化二氮的含量則隨溫度升高而增大；觀察熱化學方程式可知主反應是放熱反應，升高溫度，導致主反應的平衡左移，所以氮氣含量隨溫度升高而降低。