Question

【題目】氨氣是工農業生產中不可或缺的物質，研究制取氨氣的機理意義非凡。

（1）在常溫、常壓、光照條件下，N2在摻有少量Fe2O3的TiO2催化劑表面與水發生下列反應:

N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+3/2O2(g) △H= a kJ mol-1。

為進一步研究生成NH3的物質的量與溫度的關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數據如下：

T/K	303	313	323
n(NH3)/(l0-2mol)	4.8	5.9	6.0

此反應的a_________0，△S________0。（填“>”“<”或“ = ”）

（2）—定溫度和壓強下，在2 L的恒容密閉容器中合成氨氣:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H="-92.4" kJ mol-1。在反應過程中反應物和生成物的物質的量隨時間的變化如圖所示。

①0～10 min內，以NH3表示的平均反應速率為_________。

②在10～20 min內，NH3濃度變化的原因可能是_______。

A．加入催化劑 B．縮小容器體積 C．降低溫度 D．增加NH3的物質的量

③ 20 min達到第一次平衡，在反應進行至25 min時，曲線發生變化的原因是____________，35min達到第二次平衡，則平衡的平衡常數K1______K2（填“>”“<”或“ = ”）

Answer 1

【答案】> > 0.005 mol L-1 min-1 AB 移走 0.1 molNH3 =

【解析】

（1）由表中數據可知，升高溫度，NH3生成量增大，說明平衡向正反應方向移動，結合反應方程式中各物質的聚集狀態解答；

（2）①反應速率v=△n/V△t計算；

②根據圖象知，平衡向正反應方向移動，10min時是連續的，三種氣體物質的速率增加倍數相同，說明為增大壓強、使用催化劑；

③25分鐘，NH3的物質的量突然減少，而H2、N2的物質的量不變，說明應是分離出NH3；平衡常數只受溫度的影響，據此判斷。

（1）由表中數據可知，升高溫度，NH3生成量增大，說明平衡向正反應方向移動，則正反應應為吸熱反應，a＞0，由方程式可知反應生成氣體的物質的量增多，則△S＞0，

故答案為：＞；＞。

（2）①根據反應速率v（NH3）=△n/V△t=（0.10）mol/2L×10min=0.005mol/（L·min），

故答案為：0.005mol/（L·min）。

②由圖象可知各組分物質的量變化增加，且10min時變化是連續的，20min達平衡時，△n（N2）=0.025mol×4=0.1mol，△n（H2）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH3）=0.025mol×8=0.2mol，物質的量變化之比等于化學計量數之比，三種氣體物質的速率增加倍數相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，縮小體積相當于增大壓強，應該反應物的速率增加倍數大，降低溫度，應該反應速率減小，增加NH3物質的量，逆反應速率增加的倍數大，故使用催化劑、縮小體積符合，故選AB，

故答案為：AB。

③第25分鐘，NH3的物質的量突然減少，而H2、N2的物質的量不變，說明應是分離出NH3；由圖象可以看出，當反應進行到時35-40min，各物質的量不變，說明反應達到第二次平衡狀態，平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，所以抽去0.1mol氨，

故答案為：移走0.1molNH3；=。