Question

工业合成氨反应：N₂＋3H₂2NH₃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）实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH₃，则用N₂表示的化学反应速率为________mol·L^－1·min^－1。

（4）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该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应，因此放出能量总是小于92 kJ0.25acf

【解析】

（1）反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则反应的N2＋3H22NH3的ΔH＝(946+436×3-391×6)kJ/mol＝－92kJ/mol，所以若1mol N2完全反应生成NH3可放出热量92kJ。

（2）由于该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应生成2mol氨气，因此放出能量总是小于92 kJ。

（3）在容积为2L的密闭容器中进行，反应经过10min后，生成10mol NH3，则消耗氮气5mol，浓度是2.5mol/L，用N2表示的化学反应速率是2.5mol/L÷10min＝0.25 mol·L －1·min－1。

（4）a．达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率一定相等，a正确；

b．达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率一定相等，且均不为0，b错误；

c．达到化学平衡时，即达到反应最大限度，N2的转化率达到最大值，c正确；

d．达到化学平衡时，N2和H2的浓度不再改变，但不一定相等，d错误；

e．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的体积分数不变，但不一定相等，e错误；

f．达到化学平衡时，反应达到最大限度，f正确。

答案选acf。