Question

(8分)氨的合成是最重要的化工生产之一。

（1）工业上可用甲烷与水反应得到合成氨用的H₂：其热化学反应方程式为CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)  △H₄，已知有关反应的能量变化如下图所示：

则△H₄=______________(用a、b、c表示)

（2）在2个恒压的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：3H₂(g)＋N₂(g)2NH₃(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温，反应达到平衡时有关数据为：

容 器	甲	乙
反应物投入量	3 mol H2、2 mol N2	6 mol H2、4mol N2
达到平衡的时间(min)	t	5
平衡时N2的浓度(mol·L^－1)	3	c

①甲容器达到平衡所需要的时间t       5min(填“＞”、“＜” 或“＝”，下同)；乙容器达到平衡时N₂的浓度c      3 mol·L^－1。

②下图中虚线为该反应在使用催化剂条件下，关于起始N₂与H₂投料比和 H₂平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下H₂平衡转化率的示意图。

Answer

（1）△H=＋(a－b＋3c)kJ·mol－1；（2）=，=；

（3）

【解析】

试题分析：（1）根据能量变化图，写出热反应方程式分别是CO(g)=CO(g)＋1/2O2(g) △H1=＋akJ·mol－1①，CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) △H2=－bkJ·mol－1 ②，H2O(g)=1/2O2(g)＋H2(g) △H3=＋ckJ·mol－1 ③，①＋②＋3×③得出：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g) △H4=＋(a－b＋3c)kJ·mol－1；（2）根据等效平衡规律，等温、等压下，转化到同一半边，投入量的比值跟原平衡投入量比值相同，则构成等效平衡，这两个投入量的比值是相同的3：2=6：4，故t=5min，c=3mol·L－1；（3）催化剂对化学平衡无影响，，实线和虚线重合。

考点：考查热化学反应方程式中反应热的计算、等效平衡、影响化学平衡移动的因素等知识。