Question

1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨．2007年化学家格哈德?埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体

1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨．2007年化学家格哈德?埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如图：（1）图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______，______．（2）已知：4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g）；△H=-1266.8kJ/molN2（g）+O2（g）═2NO（g）；△H=+180.5kJ/mol，氨催化氧化的热化学方程式为______．（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应．隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动．①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0mol N2，0.4mol H2，0.4mol NH3，此时容积为2.0L．则此条件下的平衡常数为______；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36mol N2，平衡将______（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．②向A、B两容器中均通入x mol N2和y mol H2，初始A、B容积相同，并保持温度不变．若要平衡时保持N2在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为______．

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Answer 1

（1）分析题中图可以知道，图②表示N₂、H₂被吸附在催化剂表面，而图③表示在催化剂表面，N₂、H₂中化学键断裂，
故答案为：N₂、H₂被吸附在催化剂表面；在催化剂表面，N₂、H₂中化学键断裂；
（2）已知：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1 266.8kJ/mol  ①
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+1 80.5kJ/mol                          ②
①+②×2得：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.8kJ/mol
故答案为：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.8kJ/mol；
（3）①若在某件下，反应A（g）+3B（g）?2C（g）在容器N中达到平衡，测得容器中含有A 1.0mol，B 0.4mol，C 0.4mol，此时容积为2.0L．则此条件下的平衡常数K=

( 0.4mol 2L )2

1mol 2L ×( 0.4mol 2L )3

=10；
保持温度和压强不变，向此容器内通入0.36mol A，平衡将Q=

( 1.36mol 2L )2

1mol 2L ×( 0.4mol 2L )3

=115.6＞10，反应逆向进行；
故答案为：10； 逆向；
②向M、N中，各通入x mol A和y mol B，初始M、N容积相同，并保持温度不变．设M容器中消耗A物质的量amol，N容器中消耗A物质的量为bmol，
M容器中           A（g）+3B（g）?2C（g），
起始量（mol）      x       y       0
变化量（mol）      a       3a      2a
平衡量（mol）     x-a     y-3a     2a
N容器中           A（g）+3B（g）?2C（g），
起始量（mol）      x       y       0
变化量（mol）      b       3b     2b
平衡量（mol）     x-b     y-3b     2b
若要平衡时保持A气体在M、N两容器中的体积分数相等，

x?a

x+y?2a

=

x?b

x+y?2b

，x：y=（b-a）：（b-a），则x：y=1：1，
则起始通入容器中的A的物质的量x mol与B的物质的量y mol之间必须满足的关系式为x=y=1；故答案为：x=y．