问题标题:
【合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),500K、30MPa下n(NH3)、n(H2)和n(N2)随时间变化的关系如图所示.请回答下列问题】
问题描述:
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),500K、30MPa下n(NH3)、n(H2)和n(N2)随时间变化的关系如图所示.
请回答下列问题:
(1)如图中属于氢气物质的量随时间变化的曲线是___(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”).
(2)关于t2时刻的说法正确的是___.
A.t2时该反应达到平衡状态
B.t2时Ⅱ和Ⅲ代表的物质反应速率相同
C.t2时氢气、氮气与氨气的反应速率之比为3:1:2
D.t2时氨气与氢气的物质的量相同
(3)对于Ⅱ所代表的物质,其逆反应速率最大的点是___(填“c”、“d”或“g”);对于Ⅰ所代表的物
质,其正反应速率最小的点是___(填“a”、“e”或“f”).
(4)其他条件不变,只改变温度,在改变的这个温度下反应至t3时刻,此时n(H2)比图象中的值大,那
么该温度可能是___.
A.673K B.273K C.373K
(5)在密闭容器中充入2mol N2和6mol H2,一定条件下建立平衡:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
△H=-92.2kJ/mol,测得N2的转化率为90%,则在此条件下,反应放出的热量为___kJ.若与上述反应的温度和体积相同时,向密闭容器中充入4mol NH3,则达平衡后,反应___(填“放出”或“吸收”)的热量为___kJ.
祭程回答:
(1)氢气是反应物,其物质的量减少,且其减少量与氮气之比为3:1,可以判断Ⅲ为氢气,故答案为:Ⅲ;
(2)t2时刻氢气和氨气的物质的量相等,反应未达到平衡状态,
A、反应未达到平衡状态,故A错误;
B、t2时刻氢气和氨气的物质的量相等,反应速率不同,故B错误;
C、各物质反应速率之比始终大于化学计量数之比,故C正确;
D、t2时刻氢气和氨气的物质的量相等,故D正确;
故答案为:CD;
(3)合成氨开始后,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,到平衡后,正逆反应速率相等,正反应速率最小,逆反应速率增大,故答案为:g;f;
(4)合成氨是反应放热,温度改变后,n(H2)比图象中的值大,说明平衡逆向移动,温度升高平衡逆向移动,温度高于500K,故答案为:A;
(5)参加反应的氮气的物质的量为90%×2mol=1.8mol,放热1.8mol×92.2KJ/mol=165.96KJ;在相同容器中充入2molN2和6molH2与充入4molNH3达到平衡状态后,各物质浓度相同,充入2molN2和6molH2时,平衡后氮气有0.2mol,氢气有0.6mol、氨气有3.6mol,则加入4mol氨气,只反应0.4mol,生成2mol氨气放热92.2KJ,分解2mol氨气吸热92.2KJ,负极0.4mol氨气吸热0.4mol×92.2KJ2
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