Question

【題目】工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是一個放熱的可逆反應(yīng)，反應(yīng)條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑。已知形成1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵放出的能量分別為436 kJ、391 kJ、946 kJ。則：

(1)若1 mol氮?dú)馔耆�反�?yīng)生成氨氣可放出的能量為________ kJ。

(2)如果將1 mol氮?dú)夂?/span>3 mol氫氣混合，使充分反應(yīng)，反應(yīng)放出的能量總小于上述數(shù)值，為什么___________？

(3)實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成氨時，在容積為2 L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)經(jīng)過10分鐘后，生成10 mol 氨氣，則用氮?dú)獗硎镜幕瘜W(xué)反應(yīng)速率是________ mol·L－1·min－1。

(4)一定條件下，當(dāng)合成氨的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，下列說法正確的是________。

a．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等

b．正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為0

c．氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率達(dá)到最大值

d．氮?dú)夂蜌錃獾臐舛认嗟?/span>

e．N2、H2和NH3的體積分?jǐn)?shù)相等

f．反應(yīng)達(dá)到最大程度

(5)根據(jù)題目所給條件，判斷影響該反應(yīng)速率的因素有________、________、__________。

Answer 1

【答案】92 該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1 mol氮?dú)夂?/span>3 mol 氫氣不能完全反應(yīng)，放出的能量總是小于92 kJ 0.25 acf 溫度 壓強(qiáng) 催化劑

【解析】

（1）根據(jù)斷鍵吸熱、形成化學(xué)鍵放熱分析解答；

（2）根據(jù)反應(yīng)是可逆反應(yīng)分析解答；

（3）根據(jù)v＝△c/△t結(jié)合反應(yīng)速率之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；

（4）根據(jù)平衡狀態(tài)的含義、特征分析解答；

（5）根據(jù)影響反應(yīng)速率的外界條件分析解答。

（1）由化學(xué)方程式3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)可知，1mol氮?dú)馔耆�反�?yīng)需要消耗3 mol氫氣，可生成2 mol 氨氣。拆開3 mol H—H鍵和1 mol N≡N鍵需要吸收的能量為436 kJ×3＋946 kJ＝2254 kJ，但是生成2 mol氨氣即生成6 mol N—H鍵可放出能量391 kJ×6＝2346 kJ，因此放出的能量為2346 kJ－2254 kJ＝92 kJ。

（2）由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1 mol氮?dú)夂?/span>3 mol氫氣不能完全反應(yīng)，因此放出的能量總是小于92 kJ 。

（3）Δc(NH3)＝10 mol÷2 L＝5 mol·L－1，v(NH3)＝5 mol·L－1÷10 min＝0.5 mol·L－1·min－1，反應(yīng)速率之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v(N2)＝1/2v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1。

（4）a．反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，a正確；

b．反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，但不為0，b錯誤；

c．反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率達(dá)到最大值，c正確；

d．反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時氮?dú)夂蜌錃獾臐舛炔辉侔l(fā)生變化，但二者不一定相等，d錯誤；

e．反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時N2、H2和NH3的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，但不一定相等，e錯誤；

f．反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時即表明反應(yīng)達(dá)到最大程度，f正確；

答案選acf；

（5）根據(jù)題意“反應(yīng)條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑”可知該反應(yīng)的速率受溫度、壓強(qiáng)和催化劑的影響。