Question

工业合成氨反应的化学方程式为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  △＝－92.3kJ/mol。一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入1mol N₂和3mol H₂，经2min后达到平衡，平衡时测得NH₃的浓度为0.5 mol/L。

（1）2min 内H₂的反应速率v(H₂)＝                   ；

（2）充分反应并达到平衡时，放出的热量            92.3kJ（填“大于”、“小于”或“等于”）。

原因是                            。

（3）下列说法可证明反应达到平衡状态的                。

A．单位时间内，断开1mol N≡N，同时断开3mol H—H

B．单位时间内，形成1mol N≡N，同时形成3mol N—H

C．单位时间内，断开1mol N≡N，同时断开6mol N—H

D．单位时间内，形成1mol N≡N，同时断开3mol H—H

（4）氨的一个重要用途是用于制备火箭发射原料N₂H₄（肼），已知：火箭发射的原理是N₂H₄（肼）在NO₂中燃烧，生成N₂、水蒸气。根据如下反应：

N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)            △H₁＝＋67.7kJ/mol

N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)     △H₂＝－534．0kJ/mol

写出在相同状态下，发射火箭反应的热化学方程式                       。

Answer

（1）0.375 mol/(L·min)；

（2）小于； 可逆反应最终动态平衡，始终达不到最大放出热量

（3）C、D ；

（4）2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135 .6 kJ·mol-1。

【解析】

试题分析：（1）2min 内H2的反应速率v(NH3)＝0.5 mol/L÷2min=0.25 mol/(L·min)，由于v(H2)=3/2 v(NH3)＝0.375 mol/(L·min)；（2）由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以向体积为2L的密闭容器中加入1mol N2和3mol H2，经2min后达到平衡时，放出的热量小于92.3kJ；（3）A．单位时间内，断开1mol N≡N，同时断开3mol H—H，表明反应正向进行，不能判断为平衡状态，错误；B．单位时间内，形成1mol N≡N，同时形成3mol N—H，表明反应逆向进行，未达到平衡状态，错误；C．单位时间内，断开1mol N≡N，同时断开6mol N—H，反应达到平衡状态，正确；D．单位时间内，形成1mol N≡N，同时断开3mol H—H，各种物质的浓度不变，反应达到平衡状态，正确；（4）根据盖斯定律，将第二个式子扩大2倍再减去第一个式子，整理可得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135 .6 kJ·mol-1。

考点：考查化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断及反应放出热量的计算、热化学方程式的书写的知识。