Question

（1）利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸。

已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)  △H=+180.5 kJ/mol

②N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  △H=－92.4 kJ/mol

③2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g)  △H=－483.6 kJ/mol

氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为                  。

（2）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：

①图像中T₂和T₁的关系是：T₂     T₁(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。

②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是         (填字母)。

③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1 mol N₂ ，n(H₂)=3mol，经过5 min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则v(NH₃)=       。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。

Answer

（1）4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H =-905.0 kJ/mol(3分)；

（2）①低于；②c ；③0.24 mol/(L.min) (3分) ； > 。

【解析】

试题分析：（1）①×2+③×3-②×2，整理可得：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H =-905.0 kJ/mol；（2）①由于合成氨气的反应是放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，氨的平衡含量降低。根据图像可知T1时氨的氨的含量比T2低，所以温度T1>T2，即T2低于T1；②根据图像可知，a、b、c三点都处于同一温度，在其他条件不变时，增大反应物H2的浓度，化学平衡向正反应方向移动，中，N2转化率提高，所以a、b、c三点中N2转化率最高的是c点；③若容器容积为1L，T2℃在起始体系中加入n(N2)=1 mol ，n(H2)=3 mol，经过5 min反应达到平衡时H2的转化率为60%，则v(H2)= (3 mol ×60%÷1L)÷5 min =0.36mol/(L·min)，由于v(NH3)：v(H2)=2:3，所以v(NH3)=2/3 v(NH3)= 2/3×0.36mol/(L·min) =0.24 mol/(L.min)。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2，即增大了体系的压强，根据平衡移动原理，增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，所以达平衡后放出的热量比加入1molN2、3molH2放出的热量的2倍要多，根据热化学方程式可知，每有3molH2发生反应，放出热量是92.4 kJ，若物质的转化率不变反应6mol×60%=3.6molH2，放出热量是（3.6mol÷3）×92.4 kJ/mol=110.88 kJ，由于增大压强，平衡正向移动，因此放出热量Q大于110.88 kJ。

【考点定位】考查盖斯定律的应用、化学反应速率的计算、温度、压强对化学平衡移动的影响及有关计算的知识。

【名师点睛】盖斯定律是化学反应中一个反映物质变化与能量变化的重要规律。根据盖斯定律可知，物质发生变化，在反应过程中吸收或释放的能量与反应过程无关，与加入的物质是一次加入还是分多次加入无关，只与反应的物质的多少及物质的存在状态有关。一般情况下等质量的物质含有的能量：气态>液态>固态。根据盖斯定律，不仅可以计算不能直接发生反应的反应热，也可以计算不容易测定的反应的反应热，使用起来非常方便。