问题 问答题

工业合成氨的反应(N2+3H3═2NH3)是一个放热反应.

(1)相同条件下,1molN2和3molH2所具有的能量______(填“>”、“<”或“=”)2molNH3具有的能量;在相同条件下,若断开1molN2、3molH2和2molNH3中的化学键时,吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3,则Q1+Q2______Q3(填“>”、“<”或“=”);在一定条件下,当该反应生成2molNH3时,放出92kJ的热量,该条件下,如果将1molN2和3molH2混合,使其充分反应,放出的热量______92kJ(填“>”、“<”或“=”).

(2)实验室模拟工业合成氨时,向密闭容器内充入10molN2、30molH2,在一定条件下发生反应.

①若密闭容器的体积为2L,反应经过10min后,测得容器内的NH3为10mol,则用N2表示的该反应速率为______,此时容器内H2的浓度为______.

②若保持容器的容积不变,反应一段时间后,测得容器内下列各项性质保持不变.其中不能说明合成氨反应已经达到化学平衡状态的是______.

a.压强b.密度c.分子数d.气体体积e.气体质量f.NH3的物质的量的分数.

答案

(1)反应放热,则反应物的总能量大于生成物的总能量,所以相同条件下,1molN2和3molH2所具有的能量大于2molNH3具有的能量;化学反应中,化学键断裂吸收能量,形成新化学键放出能量,反应放热,则断裂反应物吸收的总能量小于形成生成物新化学键的总能量;该反应为可逆反应,不能完全转化,将1molN2和3molH2放在反应容器中,使它们充分反应,生成NH3的小于2mol,放出的热量小于92kJ,

故答案为:>,<,<;

(2)①v(NH3)=

10mol
2L
10min
=0.5mol.L-1.min-1,由方程式可知:

v(N2)=

1
2
v(NH3)=
1
2
×0.5mol.L-1.min-1=0.25mol.L-1.min-1

根据反应的方程式可知,此时容器内H2的浓度为

30mol-15mol
2L
=7.5mol/L,

故答案为:0.25mol.L-1.min-1,7.5mol.L-1

②反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,压强不变,但容器的体积不变,且反应遵循质量守恒定律,则无论是否达到平衡状态,气体的体积、密度和质量都不变,不能作为判断是否达到平衡状态的依据.

故答案为:bde.

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