Question

在新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源，但现阶段氢气的主要用于合成氨工业。

Ⅰ．已知101kPa、25℃时，1mol下列物质完全燃烧生成稳定状态化合物时放出的热量数据如下：

物质	氢气	原煤 (主要成份是C)	汽油 (主要成份C8H18)
热量(kJ)	285．8	250．9	4910

（1）H₂燃烧的热化学方程式是__________________。

（2）工业上电解饱和盐水的副产物之一是H₂，反应的离子方程式是_____________。

Ⅱ．德国人发明了合成氨反应，其原理为： N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g);已知298 K时,ΔH=-92．4 kJ·mol^-1, 在500℃，20Mpa时，将氮气和氢气通入到体积为2升的密闭容器中，反应过程中各种物质的量变化如右图所示。

（1）10分钟内用氨气表示该反应的平均速率，V(NH₃)= ________

（2）在10-20分钟内氨气浓度变化的原因可能是          （填空题）

A．加了催化剂           B．缩小容器体积      C．降低温度           D．增加NH₃物质的量

（3）N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g);该可逆反应达到平衡的标志         （填字母）

A．3v_正（H₂）=2v_逆（NH₃）

B．混合气体的密度不再随时间变化

C．容器内的压强不再随时间而变化

D．N₂、H₂、NH₃的分子数比为1：3：2

E．单位时间生成nmolN₂，同时生成3nmolH₂

F．amol 氮氮三键断裂的同时，有6 amol氮氢键合成

Answer

I（1）2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571．6kJ/mol

（2）2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH－

II（1）V(NH3)=0．005mol/Lmin（2）AB（3）

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）分析表格数据知101kPa、25℃时，1mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，则H2燃烧的热化学方程式是2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) △H = -571．6 kJ / mol。

（2）工业上电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式是2Cl- +2H2OH2↑+ Cl2↑+ 2OH－。

Ⅱ．（1）分析图像知10分钟内生成氨气01mol，根据公式v=△n/V△t计算v(NH3)=0.1mol÷(2L×10min)= 0．005mol/Lmin。

（2）分析图像知在10-20分钟内氨气的物质的量增加，氮气和氢气的物质的量减少，反应正向进行，曲线的斜率增大，反应速率加快。A．加了催化剂，反应速率加快，正确；B．缩小容器体积，压强增大，反应速率加快，正确；C．降低温度，反应速率变慢，错误；D．增加NH3物质的量，图像不连续，错误，选AB。

（3）A．3v正（H2）=2v逆（NH3），正逆反应速率不相等，反应未达到平衡，错误；B．容器的容积不变，气体的质量不变，混合气体的密度为恒量，密度不再随时间变化不能说明反应达到平衡状态，错误；C．随着反应的进行，容器内气体的物质的量逐渐减小，压强逐渐减小，当容器内的压强不再随时间而变化，反应达到平衡状态，正确；D．N2、H2、NH3的分子数比为1：3：2，反应不一定为平衡状态，错误；E．单位时间生成nmolN2，同时生成3nmolH2，二者均为逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，错误；F．amol 氮氮三键断裂的同时，有6 amol氮氢键合成，二者均为正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，错误；选C。

考点：考查化学反应与能量变化、化学平衡