Question

N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）反應過程的能量變化如圖1所示．已知生成1mol NH₃（g）的△H=-46kJ?mol^-1．請回答下列問題：
（1）圖中A、C分別表示

 

、

 

；若該反應使用催化劑，會使圖中B點升高還是降低？

 

．
（2）圖中△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）已知恒容時，該體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如圖2所示．
①在0.5L容器中發(fā)生反應，前20min內(nèi)，v（NH₃）=

 

，放出的熱量為

 

．
②45min時采取的措施是

 

．
③比較I、Ⅱ、Ⅲ時段的化學平衡常數(shù)（分別用K₁、K₂、K₃表示）大小

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,反應熱和焓變,化學平衡的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)圖象分析，圖中A、C分別表示反應物總能量和生成物總能量；根據(jù)催化劑降低活化能來判斷；
（2）結(jié)合已知N₂（g）與H₂（g）反應生成17g  NH₃（g），放出46.1kJ的熱量，分析圖象是合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），計算得到；
（3）①根據(jù)圖象數(shù)據(jù)，前20min內(nèi)，v（NH₃）=

△C

△t

=

1

20

=0.05mol/（L?min）；前20min內(nèi)，生成氨氣的物質(zhì)的量為1mol/L×0.5L=0.5mol，所以放出的熱量為0.5×46=23KJ；
②第45分鐘時，氨氣的濃度變大，氫氣和氮氣的濃度都變小，說明平衡向正反應方向移動，所以改變的條件是降低體系溫度；
③第25分鐘時，氨氣的濃度由1.00mol/L變?yōu)?，說明改變的條件是將NH₃從反應體系中分離出去，所以K₁=K₂，又因為45分鐘時，改變的條件是降低體系溫度，平衡向正反應方向移動，所以K₃＞K₁=K₂．

解答： 解：（1）根據(jù)圖象分析，圖中A、C分別表示反應物總能量和生成物總能量；因為催化劑降低活化能，所以使用催化劑，會使圖中B點降低；
故答案為：反應物總能量；生成物總能量；降低；
（2）已知N₂（g）與H₂（g）反應生成1mol NH₃（g），放出46kJ的熱量，圖象是表示的是反應N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）能量變化，所以生成2mol氨氣放熱92kJ，熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ/mol；
故答案為：-92；    
（3）①根據(jù)圖象數(shù)據(jù)，前20min內(nèi)，v（NH₃）=

△C

△t

=

1

20

=0.05mol/（L?min）；前20min內(nèi)，生成氨氣的物質(zhì)的量為1mol/L×0.5L=0.5mol，所以放出的熱量為0.5×46=23KJ，故答案為：0.050 mol/（L?min）；　23 kJ；
②第45分鐘時，氨氣的濃度變大，氫氣和氮氣的濃度都變小，說明平衡向正反應方向移動，所以改變的條件是降低體系溫度，故答案為；降低體系溫度；
③第25分鐘時，氨氣的濃度由1.00mol/L變?yōu)?，說明改變的條件是將NH₃從反應體系中分離出去，所以K₁=K₂，又因為45分鐘時，改變的條件是降低體系溫度，平衡向正反應方向移動，所以K₃＞K₁=K₂，故答案為：K₃＞K₁=K₂．

點評：本題考查對能量變化圖的分析以及外界條件對化學平衡的影響，以及有關物質(zhì)的量的計算，題目難度中等．要注意平衡常數(shù)只與溫度有關．