Question

把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮．生物固氮和大气固氮（闪电时N2转化为NO）属于自然

把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮．生物固氮和大气固氮（闪电时N2转化为NO）属于自然固氮，这远不能满足人类的需要．工业固氮（合成氨）是目前人工固氮的主要方法．有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一和表二．表一：N2+O2?2NO 温度25℃2000℃K值3.84×10-311.847表二：N2+3H2?2NH3温度25℃350℃400℃450℃K值5×1081.8470.5070.152（1）根据上表中的数据分析，下列说法正确的是______．A、在常温下，大气固氮几乎不可能，而工业固氮很容易进行B、人类大规模模拟大气固氮是没有意义的C、在常温下，增加工业固氮的容器的压强，K值会发生改变D、大气固氮与工业固氮都是放热反应（2）向某密闭容器中加入4mol NH3、1.2mol H2和一定量的N2三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如图甲所示[已知0～t1阶段保持恒温、恒容，且c（N2）未画出]．图乙为t2时刻后改变反应条件，反应速率随时间的变化情况，已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件．①若t1=15s，则t0～t1阶段的反应速率为v（H2）=______②N2的起始物质的量为______③反应达到平衡状态，下列说法中能表明已达到平衡状态的是______A、单位时间内生成a molN2，同时生成3a molH2B、容器的总压强不再变化C、混合气体的密度不再变化D、三个H-H 键断裂的同时有六个H-N键断裂④t4时刻改变的条件为______，t5时刻改变的条件为______⑤已知t0～t1阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ（Q为正值），试写出该反应的热化学方程式：______．

Answer 1

（1）A．由K可知，大气固氮为吸热反应，而人工固氮是放热反应，故A正确；
B．大气固氮是在放电或很高的温度下进行的，而且大气固氮的进行程度很小，利用大气固氮原理进行工业生产，成本很高，产率很小，没有实际意义，故B正确；
C．合成氨是放热反应，常温下合成氨气需要合适的催化剂，则寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向，故C正确；
D．由表格中K的数据与温度可知，在常温下，人工固氮难进行，故D错误；
故答案为：AB；
（2）①由图可知，t₀-t₁阶段H₂浓度变化量为0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L，故v（H₂）=

0.3mol/L

15s

=0.02mol/（L?min），
故答案为：0.02mol/（L?min）；
②反应后氢气的浓度增大了0.3mol/L，已知反应方程式为：NH₃?N₂+3H₂，则氮气的浓度增大为0.1mol/L，所以氮气的起始浓度为0.4mol/L-0.1mol/L=0.3mol/L；N₂的起始物质的量为0.3mol/L×4L=1.2mol；
故答案为：1.2mol；
③发生反应为2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H＞0，
A．单位时间内生成a molN₂，为正速率，同时生成3a molH₂，也为正速率，都是正速率，不能说明反应是否达到平衡状态，故A错误；
B．随反应进行容器内压强增大，容器内压强不再发生变化，说明达到平衡状态，故B正确；
C．容器内混合气体的总质量不变，容器的容积不变，容器内气体密度始终不发生变化，故C错误；
D．三个H-H 键断裂表示逆速率，有六个H-N键断裂表示正速率，而且正逆速率之比为计量数之比，则说明达到平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
④t₄时刻正逆反应速率均减小而且正移，说明降低温度；t₅时刻正逆反应速率均增大而且正移，说明增大压强；
故答案为：降低温度；增大压强；
⑤氨气的分解反应为吸热反应，已知t₀～t₁阶段反应消耗的氨气为0.2mol/L×4L=0.8mol，该反应吸收的热量为Q kJ（Q为正值），所以消耗2mol氨气吸热为2.5kJ，则该反应的热化学方程式为2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g）△H=+2.5QkJ/mol，
故答案为：2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g）△H=+2.5QkJ/mol．