问题 填空题

工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol-1

(1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。

①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2

②单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键

③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2

④混合气体的平均摩尔质量增大

⑤容器内的气体密度不变

(2)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:

时间(h)

物质的量(mol)

01234
N21.50n11.20n31.00
H24.504.203.60n43.00
NH300.20 1.001.00
 

根据表中数据计算:

①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。

②0~1 h内N2的平均反应速率为________ mol·L-1·h-1

③此温度下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)。

④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。

答案

(1)②④ (2)①27.78 ②0.05 ③0.15

④正反应

(1)①所述反应达到平衡状态;②生成2 mol NH3的同时生成2 mol H2,正反应速率大于逆反应速率,反应向正反应方向进行;③未指明化学反应速率的方向,无法判断;④混合气体的平均摩尔质量增大,说明气体的物质的量减小,反应向正反应方向进行;⑤因为容积固定,所以密度始终不变。

(2)①2 h时消耗N2的物质的量为1.50 mol-1.20 mol=0.30 mol,由热化学方程式,可知该反应放出的热量为92.60 kJ·mol-1×0.30 mol=27.78 kJ。

②v(N2)=v(NH3)/2=0.20 mol÷(2 L×1 h)÷2=0.05 mol·L-1·h-1

③由表中数据可知,第3、4 h时反应已达到平衡状态,故N2、H2、NH3的平衡浓度为0.50 mol·L-1、1.50 mol·L-1、0.50 mol·L-1。故平衡常数K=≈0.15。

④反应物和生成物各加入1.00 mol后,N2、H2、NH3的浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·

L-1、1.00 mol·L-1,此时的Qc=0.125<K,故平衡向正反应方向移动。

单项选择题 A1型题
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