Question

工业合成氨反应：N₂＋3H₂⇌2NH₃是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H－H键、1 mol N－H键、1 mol N≡N键放出能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：

(1)若1 mol N₂完全反应生成NH₃可______(填“吸收”或“放出”)热量______kJ。

(2)如果将1 mol N₂和3 mol H₂混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是__________。

(3)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是_______。

a．正反应速率和逆反应速率相等

b．正反应速率最大，逆反应速率为0

c．N₂的转化率达到最大值

d．N₂和H₂的浓度相等

e．N₂、H₂和NH₃的体积分数相等

f．反应达到最大限度

Answer

放出 92 合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化 a c f

【解析】

△H=反应物键能和－生成物键能和，反应N2＋3H2⇌2NH3中△H=(946+3×436-6×391)kJ/mol=-92kJ/mol，所以正反应放热，本题正确答案为：放出；92；

(2)合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化，因此，本题正确答案是：合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化；

(3)a．正反应速率和逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，故正确；

b．正反应速率最大，逆反应速率为0，是指反应开始时的状态，反应没有达到平衡状态，故错误；

c．N2的转化率达到最大值，说明反应达到平衡状态，故正确；

d．氮气和氢气的浓度相等，反应不一定达到平衡状态，故错误；

e．氮气、氢气和氨气的体积分数相等，与平衡状态无关，故错误；

f．当反应达到最大限度，说明反应达到平衡状态，故正确；

本题答案为：a c f。