Question

16．氨氣是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的物質(zhì)，研究制取氨氣的機理意義非凡．
（1）在常溫、常壓、光照條件下，N₂在摻有少量Fe₂O₃的TiO₂催化劑表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂O（l）?2NH₃（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）△H=a kJ•mol^-1．
為進一步研究生成NH₃的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如表：

T/K	303	313	323
n（NH3）/（l0-2 mol）	4.8	5.9	6.0

此反應(yīng)的a＞0，△S＞0．（填“＞”“＜”或“=”）
（2）一定溫度和壓強下，在2L的恒容密閉容器中合成氨氣：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．在反應(yīng)過程中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示．

①0～10min內(nèi)，以NH₃表不的平均反應(yīng)速率為0.005mol•L^-1•min^-1．
②在10～20min內(nèi)，NH₃濃度變化的原因可能是AB．
A．加入催化劑     B．縮小容器體積       C．降低溫度       D．增加NH₃的物質(zhì)的量
③在反應(yīng)進行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因是移走0.1molNH₃，達到第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K₂=K₁（填“＞”“＜”或“=”）

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，NH₃生成量增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，結(jié)合反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)解答；
（2）①反應(yīng)速率v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算；
②根據(jù)圖象知，平衡向正反應(yīng)方向移動，10min時是連續(xù)的，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明為增大壓強、使用催化劑；
③25分鐘，NH₃的物質(zhì)的量突然減少，而H₂、N₂的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH₃；平衡常數(shù)只受溫度的影響，據(jù)此判斷；

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，NH₃生成量增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)，a＞0，由方程式可知反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量增多，則△S＞0，
故答案為：＞；＞；
（2）①根據(jù)反應(yīng)速率v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{（0.1-0）mol}{2L}}{10min}$=0.005mol/（L．min），
故答案為：0.005mol/（L．min）；
②由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加，且10min時變化是連續(xù)的，20min達平衡時，△n（N₂）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H₂）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH₃）=0.025mol×8=0.2mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，縮小體積相當(dāng)于增大壓強，應(yīng)該反應(yīng)物的速率增加倍數(shù)大，降低溫度，應(yīng)該反應(yīng)速率減小，增加NH₃物質(zhì)的量，逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大，故使用催化劑、縮小體積符合，故選AB，
故答案為：AB；
③第25分鐘，NH₃的物質(zhì)的量突然減少，而H₂、N₂的物質(zhì)的量不變，說明應(yīng)是分離出NH₃；由圖象可以看出，當(dāng)反應(yīng)進行到時35-40min，各物質(zhì)的量不變，說明反應(yīng)達到第二次平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以抽去0.1mol氨，
故答案為：移走 0.1 molNH₃；=．

點評 本題考查反應(yīng)自發(fā)進行判斷、反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的計算、平衡移動以及平衡狀態(tài)的判斷，注意對圖象的分析，是高考中的常見題型，試題基礎(chǔ)性強，題目難度中等．