Question

氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）根据下图提供的信息，写出该反应的热化学方程式

_____________________________________________，

下图的曲线中____________（填“a” 或“b”）表示   加入铁触媒（催化剂）的能量变化曲线。

（2）在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_________________。

A．3υ(H₂)_正＝2υ(NH₃)_逆

B．单位时间内生成n mol N₂的同时生成2n molNH₃

C．容器内气体的密度不随时间的变化而变化

D．容器内压强不随时间的变化而变化

（3）为了寻找合成NH₃的适宜条件，某同学设计了三组实验（如下表），请在下表空格处填入相应的实验条件及数据。

实验编号	T(℃)	n (N2)/n(H2)	P(MPa)
ⅰ	450	1/3	1
ⅱ	______	1/3	10
ⅲ	480	______	10

（4）合成氨的原料气氢气制备时其中一步反应： H₂O(g)＋CO(g)CO₂(g)＋H₂(g)，在850 ℃时，其平衡常数K＝1。若850 ℃时向体积为1 L的恒容密闭容器中，同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H₂O,1.0 mol CO_2,5.0 mol H₂，此时反应向____________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行，平衡时CO₂的物质的量为______________。

Answer

N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1 b B D 450 1/3 逆反应 0.8 mol

【解析】(1)由图1可知，1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)的反应热为508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，所以合成氨的热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H═-92kJ/mol，催化剂能降低反应的活化能，b活化能较低；
(2)A．3υ(H2)正=2υ(NH3)逆说明：v (NH3)逆：v (H2)正═3：2不等于对应化学计量数之比，即正反应速率不等于逆反应速率，故A错误； B．单位时间内生成n mol N2的同时生成2n molNH3说明正反应速率等于逆反应速率，故B正确；C．体积不变，气体的质量不变，密度也会不变，用密度不变无法区分非平衡状态和平衡状态，故C错误；D．反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)是反应前后气体的总物质的量不相等的反应，当体积固定时，根据阿伏伽德罗定律可知，温度、体积相同时，气体的物质的量之比等于压强之比，容器内气压不随时间变化，说明气体的总物质的量不再发生变化，即说明可逆反应达到了化学平衡状态，故D正确；故选BD；
(3)该实验为了寻找合成NH3的适宜条件，ⅱ应只改变压强，ⅲ应只改变温度，所以应填入的数据为：450； ；

(4)Qc===＞1，故此时平衡向逆反应移动，设平衡时CO2的物质的量为nmol，则CO2的变化物质的量为(1-n)mol，此时==1，解得n=0.8mol，即平衡时CO2的物质的量为0.8mol。