工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol-1。(1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2

工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol-1。(1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2

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工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol-1
(1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
④混合气体的平均摩尔质量增大
⑤容器内的气体密度不变
(2)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h)
物质的量(mol)
0
1
2
3
4
N2
1.50
n1
1.20
n3
1.00
H2
4.50
4.20
3.60
n4
3.00
NH3
0
0.20
 
1.00
1.00
 
根据表中数据计算:
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0~1 h内N2的平均反应速率为________ mol·L-1·h-1
③此温度下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
答案
(1)②④ (2)①27.78 ②0.05 ③0.15
④正反应
解析
(1)①所述反应达到平衡状态;②生成2 mol NH3的同时生成2 mol H2,正反应速率大于逆反应速率,反应向正反应方向进行;③未指明化学反应速率的方向,无法判断;④混合气体的平均摩尔质量增大,说明气体的物质的量减小,反应向正反应方向进行;⑤因为容积固定,所以密度始终不变。
(2)①2 h时消耗N2的物质的量为1.50 mol-1.20 mol=0.30 mol,由热化学方程式,可知该反应放出的热量为92.60 kJ·mol-1×0.30 mol=27.78 kJ。
②v(N2)=v(NH3)/2=0.20 mol÷(2 L×1 h)÷2=0.05 mol·L-1·h-1
③由表中数据可知,第3、4 h时反应已达到平衡状态,故N2、H2、NH3的平衡浓度为0.50 mol·L-1、1.50 mol·L-1、0.50 mol·L-1。故平衡常数K=≈0.15。
④反应物和生成物各加入1.00 mol后,N2、H2、NH3的浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·
L-1、1.00 mol·L-1,此时的Qc=0.125<K,故平衡向正反应方向移动。
举一反三
反应mA(g)+ nB(g) pC(g)+qD(g),经5min后达到平衡,测得此时A的浓度减少了a mol/L,同时C的浓度增加了2a/3 mol/L,又测得平均反应速率v(C)=2v(B)。达到平衡后,若保持温度不变,给体系加压,平衡不移动,那么该反应可表示为(  )
A.2A(g)+ 6B(g) 3C(g)+5D(g)
B.3A(g)+ B(g) 2C(g)+2D(g)
C.3A(g)+ B(g) 2C(g)+ D(g)
D.A(g)+ 3B(g) 2C(g)+2D(g) 
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反应中,表示该反应速率最快的是(    )。

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将1 mol CO和2 mol H2充入一容积为1 L的密闭容器中,分别在250℃、T℃下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=a kJ/mol,如图所示。下列分析中正确的是(  )
A.250℃时,0~10 min H2反应速率为0.015 mol/(L·min)
B.平衡时CO的转化率:T℃时小于250℃时
C.其他条件不变,若减小容器体积,CO体积分数增大
D.a<0,平衡常数K:T℃时大于250℃

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已知:SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98 kJ/mol。某温度下,向一体积为2 L的密闭容器中充入0.2 mol SO2和0.1 mol O2,5 min后达到平衡,共放出热量11.76 kJ,下列说法正确的是(  )
A.5 min内用O2表示的反应速率为0.12 mol/(L·min)
B.该反应的平衡常数数值为7.5
C.SO2的平衡转化率为60%
D.加入催化剂,可使ΔH变小

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某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,反应A(g)+B(g) C(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表,下列说法正确的是
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
 
A.反应在前5 s的平均速率v(A)=0.17 mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41 mol·L-1,则反应的ΔH>0
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol C,达到平衡时,C的转化率大于80%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C,反应达到平衡前v(正)<v(逆)
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