Question

某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示：

(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为__________。

(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H₂、N₂、NH₃，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N₂和2.0mol H₂，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示：

t/s	0	50	150	250	350
n(NH3)	0	0.24	0.36	0.40	0.40

0~50s内的平均反应速率v(N₂)=_________。

(3)已知：键能指在标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)，B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。的键能为946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1mol NH₃过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____，反应达到(2)中的平衡状态时，对应的能量变化的数值为____kJ。

(4)为加快反应速率，可以采取的措施是_______

a.降低温度           

b.增大压强          

c.恒容时充入He气

d.恒压时充入He气   

e.及时分离NH₃

Answer

3X+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b

【解析】

（1）根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式；

（2）根据=计算；

（3）形成化学键放出能量，断裂化合价吸收能量；

(4)根据影响反应速率的因素分析；

（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z；

（2）0～50s内，NH3物质的量变化为0.24mol，根据方程式可知，N2物质的量变化为0.12mol，(Z)==1.2×10−3mol/(L·s)；

（3）断裂1mol吸收946kJ的能量，断裂1mol H-H键吸能量436kJ，形成1mo N-H键放出能量391kJ，根据方程式3H2+N2⇌2NH3，生成2mol氨气，断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ，成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ，则生成1mol NH3过程中放出的能量为=46kJ；反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气，所以放出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ；

(4) a.降低温度，反应速率减慢，故不选a；

b.增大压强，体积减小浓度增大，反应速率加快，故选b；

c.恒容时充入He气，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选c；

d.恒压时充入He气，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选d；

e.及时分离NH3，浓度减小，反应速率减慢，故不选e。