Question

7．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，工業(yè)上合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑，反應(yīng)方程式為：N₂+3H₂?2NH₃△H＜0．
（1）已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，拆開(kāi)1mol H-H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、946kJ，則拆開(kāi)1molN-H鍵需要的能量是391kJ．
（2）合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后將容器的容積壓縮到原來(lái)的$\frac{1}{2}$，其他條件不變，對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是CE（填字母序號(hào)）．
A．c（H₂）減小             B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
C．NH₃的物質(zhì)的量增加     D．平衡常數(shù)K增大       E．平衡向正方向移動(dòng)
（3）如圖1所示，在甲、乙兩容器中分別充入1molN₂和3molH₂，使甲、乙兩容器初始容積相等．在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），并維持反應(yīng)過(guò)程中溫度不變．已知甲容器中H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出乙容器中H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象．
（4）若反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）在一容積固定不變的容器內(nèi)進(jìn)行，并維持反應(yīng)過(guò)程中溫度不變．若平衡從正向建立，且起始時(shí)N₂與H₂的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，當(dāng)a：b=1：3時(shí)，達(dá)到平衡后NH₃的體積分?jǐn)?shù)最大．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；
（2）其他條件不變，平衡后將容器的容積壓縮到原來(lái)的$\frac{1}{2}$，壓強(qiáng)增大，正、逆反應(yīng)速率都增大，但正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物的濃度增大，由于溫度不變，則平衡常數(shù)不變，結(jié)合平衡常數(shù)可知，平衡時(shí)反應(yīng)物各組分的濃度都增大；
（3）甲為恒溫恒容，乙為恒溫恒壓，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量減小，平衡時(shí)甲中壓強(qiáng)減小，乙中平衡等效再甲平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，達(dá)平衡時(shí)縮短，平衡正向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增加；
（4）若平衡從正向建立，要想達(dá)平衡時(shí)生成物的體積分?jǐn)?shù)最大，則投料量之比應(yīng)等于反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．

解答 解：（1）設(shè)拆開(kāi)1molN-H鍵需要的能量是x kJ，則：
3×436kJ+946kJ-6×x kJ=-92，
解得x=391，
故答案為：391kJ；
（2）A．平衡后將容器的容積壓縮到原來(lái)的$\frac{1}{2}$，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物的濃度增大，由于平衡常數(shù)不變，結(jié)合平衡常數(shù)可知，平衡時(shí)反應(yīng)物各組分的濃度都增大，故A錯(cuò)誤；
B．壓強(qiáng)增大，正、逆反應(yīng)速率都增大，但正反應(yīng)速率增大更多，故B錯(cuò)誤；
C．壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NH₃的物質(zhì)的量增加，故C正確；
D．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯(cuò)誤；
E．正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故E正確；
故答案為：CE；
（3）甲為恒溫恒容，乙為恒溫恒壓，隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體物質(zhì)的量減小，平衡時(shí)甲中壓強(qiáng)減小，乙中平衡等效再甲平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，達(dá)平衡時(shí)縮短，平衡正向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增加，故乙容器中H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象為：，
故答案為：；
（4）若平衡從正向建立，要想達(dá)平衡時(shí)生成物的體積分?jǐn)?shù)最大，則投料量之比應(yīng)等于反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以a：b=1：3，
故答案為：1：3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、鍵能與反應(yīng)熱關(guān)系等，側(cè)重于化學(xué)平衡移動(dòng)的綜合考查，題目難度中等．