Question

【題目】（1）已知①H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－241.8kJ·mol－1

②CH4 (g)＋O2(g)=CO (g)＋2H2O(g) ΔH＝－564.3kJ·mol－1

則CH4(g)與H2O(g)反應制取CO(g)和H2(g)的熱化學方程式：___。

（2）根據鍵能數據計算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反應熱 ΔH＝___kJ·mol－1。

化學鍵	C—H	C—F	H—F	F—F
鍵能/(kJ·mol-1)	414	489	565	155

（3）氫氣是合成氨反應的重要原料。現將lmolN2和3molH2投入1L的密閉容器，在一定條件下，利用如下反應模擬合成氨的工業化生產：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0。當改變某一外界條件(溫度或壓強)時，NH3的體積分數ψ(NH3)變化趨勢如圖所示。

回答下列問題：

①平衡時，M點NH3的體積分數為10%，則N2的物質的量為___(保留兩位有效數字)。

②X軸上a點的數值比b點__(填“大”或“小”)；圖中，Y軸表示__(填“溫度”或“壓強”)，判斷的理由是__。

Answer 1

【答案】CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)，ΔH＝+161.1kJ·mol－1 -1940 0.82mol 小 溫度 隨Y值增大，φ(NH3)減小，平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0向逆反應方向移動，故Y為溫度

【解析】

（1）有蓋斯定律知：②-①×3得：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH＝－564.3kJ·mol－1-3×（－241.8kJ·mol－1）=+161.1kJ·mol－1

(2)△H=反應物鍵能之和生成物鍵能之和，結合圖表中 鍵能數據可知△H=414KJ/mol×4+4×155KJ/mol(489KJ/mol×4+4×565KJ/mol)=1940KJ/mol，

故答案為：1940 kJmol1；

（3）①設轉化的氮氣為xmol，則：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始量（mol）：1 3 0

轉化量（mol）：x 3x 2x

平衡量（mol）：1-x 3-3x 2x

所以（2x）2÷{(1-x)×（3-3x ）3}==10%，解得x=0.18mol

mol，故氮氣的物質的量是1mol-0.18mol=0.82mol；

故答案為：0.82mol；

②有圖像可知X軸上a點的數值比b點小，隨Y值增大，φ（NH3）減小，平衡N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H<0向逆反應方向移動，正反應為體積減小的放熱反應，故Y為溫度，則X為壓強，增大壓強平衡正向移動；
故答案為：小；溫度；隨Y值增大，φ（NH3）減小，平衡N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H<0向逆反應方向移動，故Y為溫度；