Question

工业合成氨：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） △H＜0，氨又可以进一步制各硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：

若有68g氨气经催化氧化完全生成NO（g）和H₂O（g）所放出的热量为___________KJ。

（2）合成氨反应达到平衡后，某时刻改变下列选项中的__________条件，在达到新平衡的过程中逆反应速率始终增大。

a．升温    b.缩小容积    c．增大c（N₂）    d．使用催化剂

（3）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对合成氨反应的影响。实验结果如下图所示：（图中T表示温度，横轴表示起始时H₂的物质的量，纵轴表示平衡时NH₃的体积分数）

图像中T₁和T₂的关系是：T₁____________T₂ （填“>”“<”或“=”）。

比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最大的是_______________（填字母）。

③若容器容积为1L，b点对应的起始时n（H₂）=0.30mol，测得平衡时H₂的转化率为60％，则平衡时c（N₂）为_________________mo1·L^-1。（已知反应物的物质的量按n（H₂）：n（N₂）=3：1投料时，平衡时NH₃的体积分数最大）

（4）一定温度下，将2mol N₂和4mol H₂置于1L的恒容密闭容器中反应，测得不同温度（T）、不同时间段内工业合成氨反应中N₂的转化率，得到数据如下表所示：

上表中x、y的大小关系为x_____________y。（填“>”“=”“<”“≥”或“≤”）

Answer

（1）3c –2a–2b；（2）bc；（3）①＞ ； ②c ；③0.04；4）=。

【解析】

试题分析：（1）①N2（g）＋O2（g）=2NO（g）。②N2（g）＋3H2（g）=2NH3（g），③2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g），2×①－2×②＋3×③得出4NH3（g）＋5O2（g）=4NO（g）＋6H2O（g） △H=（2a＋2b－3c）kJ·mol－1，因此消耗68gNH3放出热量为（3c－2a－2b）kJ；（2）a、升高温度正逆反应速率都增大，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率降低，故错误；b、缩小容器的体积，增大压强，正逆反应速率都增大，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，逆反应速率增大，故正确；c、增大氮气的浓度，平衡向正反应方向移动，逆反应速率增大，故正确；d、使用催化剂，正逆反应速率都增大，但平衡不移动，故错误；（3）①b点NH3的体积分数达到最大，说明达到平衡，合成氨正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，即T1>T2；②随着氢气量增大，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，即c点N2的转化率最大；③消耗氢气的物质的量为0.3×60%mol=0.18mol，同时消耗N2的物质的量为0.18/3mol=0.06mol，开始时通入N2的物质的量为0.1mol，因此达到平衡时N2的物质的量为（0.1－0.06）mol=0.04mol，此时c（N2）=0.04/1mol·L－1=0.04mol·L－1；（4）T3时在3小时达到平衡，T4的转化率比T3时大，说明T3的温度低于T4，T4化学反应速率大于T3，首先达到平衡，因此x=y。

考点：考查热化学方程式的书写、化学平衡等知识。