Question

【題目】化學反應速率和化學反應的限度是化學反應原理的重要組成部分。

(1)探究反應條件對0.10mol/LNa2S2O3溶液與0.10mol/L 稀H2SO4反應速率的影響。反應方程式為：Na2S2O3 +H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。設計測定結果如下：

編號	反應溫度/℃	Na2S2O3溶液/mL	甲/mL	H2SO4溶液/mL	乙
①	25	10.0	0	10.0	x
②	25	5.0	A	10.0	y
③	0	10.0	0	10.0	z

若上述實驗①②是探究濃度對化學反應速率的影響，則a為____________，乙是實驗需要測量的物理量，則表格中“乙”為____________，x、y、z的大小關系是____________。

(2)氨氣具有廣泛的用途，工業上合成氨的反應是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g).

①已知：

化學鍵	H-H	N≡N	N-H
鍵能kJ/mol（斷開1mol化學鍵所需要的能量）	436	945	391

則合成氨的熱化學方程式是________________________________________。

②若反應起始時N2、H2、NH3的濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，達到平衡時NH3濃度的范圍是____________________。

③如圖表示該反應在t1時刻達到化學平衡，在t2時因改變某個條件而發生變化的情況，則t2時刻改變條件可能是__________。

Answer 1

【答案】5 出現沉淀的時間 z>y>x N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-93 k.J/mol 0<c(NH3)<0.3 mol/L 降低溫度或充入氫氣

【解析】

(1)當探究某一種因素對反應速率的影響時，必須保持其他影響因素一致；探究反應條件對0.10mol/LNa2S2O3溶液與0.10mol/L 稀H2SO4反應速率的影響，要準確描述反應速率的快慢，必須準確測得溶液褪色時間的長短，故乙要測量的物理量是出現渾濁的時間/min，濃度越大，溫度越高，則反應速率越大，出現渾濁用時越少；

(2)①反應熱等于反應物的總鍵能與生成物總鍵能之差，據此計算△H，寫出熱化學方程式；

②可逆反應不能進行到底，采用極值法進行分析；

③t2時氨氣濃度增大，氮氣濃度減小，平衡向正反應方向移動，據此分析采用的方法。

(1)當探究某一種因素對反應速率的影響時，必須保持其他影響因素一致，通過比較實驗①③的反應條件可知，實驗①③可探究溫度對反應速率的影響；實驗①②中的Na2S2O3溶液的加入體積不同，故要探究Na2S2O3溶液濃度不同對反應速率的影響，但反應體積溶液的總體積需相同，故應加入蒸餾水來確保溶液的總體積相同，甲應為V(蒸餾水)/mL，A的值為5.0；要準確描述反應速率的快慢，必須準確測得溶液褪色時間的長短，故乙要測量的物理量是出現渾濁的時間/min，濃度越大，溫度越高，則反應速率越大，出現渾濁用時越少，應為z＞y＞x；

(2)①合成氨的反應是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反應熱等于反應物的總鍵能與生成物總鍵能之差，則△H=(945+3×436-6×391)kJ/mol=-93kJ/mol，則合成氨的熱化學方程式是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93kJ/mol；

②若反應起始時N2、H2、NH3的濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，假設反應正向進行，則N2的最大轉化濃度為0.1mol/L，則NH3的變化濃度為0.2mol/L，即平衡時NH3的濃度小于0.3mol/L，假設反應逆向進行，則NH3的變化濃度最大為0.1mol/L，即平衡時NH3的最小濃度為大于0mol/L，故NH3達到平衡時濃度的范圍為0mol/L＜c(NH3)＜0.3mol/L，
故答案為：0mol/L＜c(NH3)＜0.3mol/L；

③t2時氨氣濃度增大，氮氣濃度減小，平衡向正反應方向移動，可減低溫度或充入氫氣能實現圖示的轉化關系。