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	0.36	0.48	0.50	0.50

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。H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，生成1mol NH₃过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为_________kJ/mol。

Answer

3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) 1.8×10−3mol/(L·s) 946

【解析】

(1)由图中所给数据看，反应开始前，X、Y的物质的量都为1.0mol，而Z的物质的量为0，所以X、Y为反应物，Z为生成物；当各物质的量不变时，其物质的量都大于0，表明反应为可逆反应；再由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，可确定反应的化学计量数关系，从而写出反应方程式。

(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)= 0.18mol，从而求出0~50s内的平均反应速率v(N2)。

(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)。

(1)由图中所给数据可得出，X、Y、Z的变化量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol，从而得出三者的物质的量之比为3:1:2，结合上面分析，可得出该反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)。答案为：3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；

(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)=0.18mol，从而得出0~50s内的平均反应速率v(N2)== 1.8×10−3mol/(L·s)。答案为：1.8×10−3mol/(L·s)；

(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)=∆H-3E(H-H)+6E(N-H)=- 46×2kJ/mol-3×436kJ/mol+6×391kJ/mol=946 kJ/mol。答案为：946。