Question

工业合成氨的反应如下：N₂+ 3H₂2NH₃。

某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN₂和2.0molH₂，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：

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

（1）0~50s内的平均反应速率 v(N₂) =______________。

（2）250s时，H₂的转化率为_______________。

（3）已知的键能为946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1molNH₃过程中的热量变化__________________kJ。下图能正确表示该反应中能量变化的是________。

（4）为加快反应速率，可以采取的措施______________

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

（5）下列说法错误的是__________

A．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率

B．上述条件下，N₂不可能100%转化为NH₃

C．为了提高N₂的转化率，应适当提高H₂的浓度

D．250~350s生成物浓度保持不变，反应停止

Answer

1.2×10-3mol/(L·s ) 30% 46 A b d

【解析】

（1）0~50s内的平均反应速率 v(NH3) ===2.4×10-3mol/(L·s )，因此v(N2)= 1.2×10-3mol/(L·s )，故答案为1.2×10-3mol/(L·s )；

（2）250s时，生成了氨气0.4mol，反应的氢气的物质的量为0.6mol，H2的转化率为×100%=30%，故答案为30%；

（3）根据N2+ 3H22NH3，反应的△H=（946kJ/mol+3×436kJ/mol）-6×391kJ/mol=-92 kJ/mol，因此生成1molNH3过程中的热量变化为×92 kJ =46 kJ，该反应为放热反应，故选A，故答案为46；A；

（4）a．降低温度，反应速率减慢，错误；

b．增大压强，反应速率加快，正确；

c．恒容时充入He气，反应物的浓度不变，反应速率不变，错误；

d．恒压时充入He气，反应物的浓度减小，反应速率减慢。错误；

e．及时分离NH3，生成物的浓度减小，反应速率减慢，故选b；

（5）A．使用催化剂，反应速率加快，提高了生产效率，正确；

B．反应为可逆反应，N2不可能100%转化为NH3，正确；

c．适当提高H2的浓度，平衡正向移动，可以提高N2的转化率，正确；

D．250~350s生成物浓度保持不变，反应达到了化学平衡状态，但反应未停止，错误；故选d。