Question

【題目】氮的固定是幾百年來科學家一直研究的課題．
（1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值．

反應	大氣固氮 N2（g）+O2（g）2NO（g）		工業(yè)固氮 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）
溫度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.84×10﹣31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應屬于（填“吸熱”或“放熱”）反應
②分析數(shù)據(jù)可知：人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮原因
③從平衡角度考慮．工業(yè)固氮應該選擇常溫條件，但實際工業(yè)產(chǎn)生卻選擇500℃左右的高溫，解釋其原因
（2）工業(yè)固氮反應中，在其他條件相同時，分別測定N2的平衡轉化率在不同壓強（р1、р2）下隨溫度變化的曲線，如圖所示的圖示中，正確的是（填“A”或“B”）；比較р1、р2的大小關系 ．
（3）近年，又有科學家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路，反應原理為：2N2（g）+6H2O（1）4NH3（g）+3O2（g），則其反應熱△H= ． 已知：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1
2H2（g）+O2（g）2H2O（l）△H=﹣571.6kJmol﹣1 ．

Answer 1

【答案】
（1）吸熱；K值小，正向進行的程度�。ɑ蜣D化率低），不適合大規(guī)模生產(chǎn)；從反應速率角度考慮，高溫更好，但從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適
（2）A；р2＞р1
（3）+1530 kJ?mol﹣1
【解析】解：（1）①由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，說明升高溫度，平衡正移，則正反應方向為吸熱反應，所以答案是：吸熱； ②由表格數(shù)據(jù)可知，2000℃時，K=0.1，K值很小，則轉化率很小，不適合大規(guī)模生產(chǎn)，所以人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮，
所以答案是：K值小，正向進行的程度小（或轉化率低），不適合大規(guī)模生產(chǎn)；
③合成氨反應中，反應溫度越高，反應速率越快，但是該反應為放熱反應，溫度高轉化率會降低，而且在500℃左右催化劑活性最高，所以從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適；
所以答案是：從反應速率角度考慮，高溫更好，但從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適；（2）合成氨反應為放熱反應，升高溫度，轉化率減小，所以圖A正確，B錯誤；該反應正方向為體積減小的方向，增大壓強平衡正向移動，轉化率增大，р2的轉化率大，則р2大；
所以答案是：A；р2＞р1；（3）已知：①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1 ，
②2H2（g）+O2（g）2H2O（l）△H=﹣571.6kJmol﹣1 ，
由蓋斯定律：①×2﹣②×3得2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g），△H=（﹣92.4kJmol﹣1）×2﹣（﹣571.6kJmol﹣1）×3=+1530 kJmol﹣1；
所以答案是：+1530 kJmol﹣1 ．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡狀態(tài)本質及特征的相關知識點，需要掌握化學平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）才能正確解答此題．