合成氨工业是我省开磷集团的重要支柱产业之一．氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用．（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2+3H2⇌2NH3．该可

Question

合成氨工业是我省开磷集团的重要支柱产业之一．氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用．

（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N₂+3H₂⇌2NH₃．该可逆反应达到平衡的标志是___；
A.3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆
B．单位时间生成mmolN₂的同时生成3mmolH₂
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
（2）氨气具有还原性，例如，氨气能与卤素单质发生置换反应．已知几种化学键的键能数据如表所示：
请写出氨气与溴蒸汽反应的热化学方程式___；

化学键	N-H	N≡N	Br-Br	H-Br
键能/kJ•mol-1	391	946	194	366

（3）工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气．某研究性学习小组的同学模拟工业制取氨气的原理，在一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中，测得如下表所示数据．请回答下列问题：

时间/min	CH4（mol）	H2O（mol）	CO （mol）	H2 （mol）
0	0.40	1.00	0	0
5	a	0.80	c	0.60
7	0.20	b	0.20	d
10	0.21	0.81	0.19	0.64

①分析标准数据，判断5min时反应是否处于平衡状态（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v（CH₄）=___；
②该温度下，上述反应的平衡常数K=___；
③反应在7-10min内，CO的物质的量减少的原因可能是___（填字母）
A．减少CH₄的物质的量     B．降低温度     C．升高温度      D．充入H₂
（4）氨的催化氧化：4NH₃（g）+5O₂（g）⇌4NO（g）+6H₂O（g）是工业制硝酸的重要反应．在1L密闭容器中充入4molNH₃（g）和5molO₂（g），保持其他条件不变，测得c（NO）与温度的关系如图所示．该反应的△H___0（填“>”、“<”
或“=”）；T₀温度下，NH₃的转化率为___．

Answer 1

（1）A．3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆，化学反应速率之比与化学计量数之比不等，则正逆反应速率不等，没有达到平衡状态，故A错误；
B．单位时间生成mmolN₂的同时生成3mmolH₂，只能说明反应正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．该反应为气体体积缩小的反应，反应过程中气体的物质的量发生变化，容器内压强也发生变化，容器内压强不再随时间而变化，说明各组分的浓度不再变化，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故C正确；
D．密度ρ=(m)/(ρ)，气体总质量不变，容器体积不变，则混合气体的密度不再随时间变化，所以密度不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故D错误；故选C，
故答案为：C；
（2）氨气与溴蒸汽反应生成氮气和溴化氢，反应的化学方程式为：2NH₃+3Br₂=N₂+6HBr，
反应的焓变△H=反应物总键能-生成物总键能=2×3×391KJ/mol+3×194KJ/mol-946KJ/mol-6×366KJ/mol=-214KJ/mol，则反应的热化学方程式为：
2NH_{3 （g）}+3Br_2（g）=N_2（g）+6HBr_（g）△H=-214KJ/mol，
故答案为：2NH_{3 （g）}+3Br_2（g）=N_2（g）+6HBr_（g）△H=-214KJ/mol；
（3）①根据CO和H₂的物质的量的变化情况可以判断，5〜7min之间反应是处于平衡状态，所以5min时反应是处于平衡状态；
前5min平均反应速率v（CH₄）=(△c)/(△t)=((0.4mol-0.2mol)/(2L))/(5min)=0.02mol/L•min^-1；
故答案为：是；0.02mol•min^-1；
②CH₄（g）+H₂O⇌CO（g）+3H₂（g）
起始（mol/L） 0.20             0.50       0             0
反应（mol/L） 0.10            0.10       0.10       0.30
平衡（mol/L） 0.10            0.40       0.10       0.30
该反应的平衡常数K=(0.303×0.10)/(0.10×0.40)=0.0675，
故答案为：0.0675；
③反应在7～10min之间，CO的物质的量减少，加入氢气能让平衡逆向移动，减少一氧化碳的浓度，
故答案为：D；
（4）在1L密闭容器中充入4molNH₃（g）和5molO₂（g），保持其他条件不变，测得c（NO）与温度的关系如图所示随温度升高，NO浓度增大后减小说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，△H<0，结合三行计算列式得到，T₀温度下NO浓度为3mol/L，物质的量为3mol，
                           4NH₃（g）+5O₂（g）⇌4NO（g）+6H₂O（g）
起始量（mol）    4                   5                   0             0
变化量（mol）    3                 3.75                3              4.5
平衡量（mol）   1                  1.25                3              4.5
氨气转化率=(3)/(4)×100%=75%，
故答案为：<；75%．