Question

【題目】某溫度時，在2L的密閉容器中，X、Y、Z(均為氣體)三種物質的量隨時間的變化曲線如圖所示：

(1)由圖中所給數據進行分析，該反應的化學方程式為__________。

(2)若上述反應中X、Y、Z分別為H2、N2、NH3，某溫度下，在容積恒定為2.0L的密閉容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2，一段時間后反應達平衡狀態，實驗數據如表所示：

t/s	0	50	150	250	350
n(NH3)	0	0.36	0.48	0.50	0.50

0~50s內的平均反應速率v(N2)=__________。

(3)已知：鍵能指在標準狀況下，將1mol氣態分子AB(g)解離為氣態原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為kJ/mol。H-H的鍵能為436kJ/mol，N-H的鍵能為391kJ/mol，生成1mol NH3過程中放出46kJ的熱量。則N≡N的鍵能為_________kJ/mol。

Answer 1

【答案】3X(g)+Y(g)2Z(g) 1.8×103mol/(L·s) 946

【解析】

(1)由圖中所給數據看，反應開始前，X、Y的物質的量都為1.0mol，而Z的物質的量為0，所以X、Y為反應物，Z為生成物；當各物質的量不變時，其物質的量都大于0，表明反應為可逆反應；再由物質的量的變化量之比等于化學計量數之比，可確定反應的化學計量數關系，從而寫出反應方程式。

(2)從表中數據可得出，反應生成n(NH3)= 0.36mol，則參加反應的n(N2)= 0.18mol，從而求出0~50s內的平均反應速率v(N2)。

(3)利用H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)。

(1)由圖中所給數據可得出，X、Y、Z的變化量分別為0.3mol、0.1mol、0.2mol，從而得出三者的物質的量之比為3:1:2，結合上面分析，可得出該反應的化學方程式為3X(g)+Y(g)2Z(g)。答案為：3X(g)+Y(g)2Z(g)；

(2)從表中數據可得出，反應生成n(NH3)= 0.36mol，則參加反應的n(N2)=0.18mol，從而得出0~50s內的平均反應速率v(N2)== 1.8×103mol/(L·s)。答案為：1.8×103mol/(L·s)；

(3)利用H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)=H-3E(H-H)+6E(N-H)=- 46×2kJ/mol-3×436kJ/mol+6×391kJ/mol=946 kJ/mol。答案為：946。