Question

（12分）合成氨工業(yè)的核心反應是：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=Q kJ·mol-1，能量變化如圖所示，回答下列問題：

（1）在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1和E2的變化是： E1_________(填“增大”、“減小”、“不變”)

（2）在500 ℃、2×107 Pa和催化劑條件下向一密閉容器中充入0．5 mol N2和1．5 mol H2，充分反應后，放出的熱量_______ 46．2 kJ(填“＜”、“＞”或“=”)

（3）關于該反應的下列說法中，正確的是_________。

A．ΔH＞0，氣體分子數(shù)目增多 B．ΔH＞0，氣體分子數(shù)目減少

C．ΔH＜0，氣體分子數(shù)目增多 D．ΔH＜0，氣體分子數(shù)目減少

（4）將一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密閉容器中，在500 ℃、2×107 Pa下達到平衡，測得N2為0．10 mol，H2為0．30 mol，NH3為0．10 mol。計算該條件下達到平衡時H2轉化為NH3的轉化率_________。若升高溫度，K值變化_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（5）在上述（4）反應條件的密閉容器中欲提高合成氨中H2的轉化率，下列措施可行的__(填字母)。

A．向容器中按原比例再充入原料氣 B．向容器中再充入惰性氣體

C．改變反應的催化劑 D．分離出氨氣

 

Answer 1

（1）減小； （2）＜ ； （3）D；（4）33．3% ；減小 ；（5）A、D

【解析】

試題分析：（1）（1）在反應體系中加入催化劑，降低了反應的活化能，即E1減小，E2減小，反應熱不變，答案為：減��；（2）由圖像可知N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92．4 kJ·mol－1，使用催化劑，加快了反應速率，但平衡并不移動，平衡轉化率不變，上述反應仍不能進行徹底，故0．5 mol N2和1．5 mol H2充分反應后放出的熱量應小于46．2 kJ。（3）由圖可知反應物的總能量大于生成物的總能量，故ΔH<0，根據(jù)反應方程式：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 可知氣體的物質的量減小，ΔS<0，答案選D;（4）由反應方程式得N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，平衡時氨氣的物質的量為0．1mol，則氫氣消耗0．1molx3/2=0．15mol,起始氫氣的物質的量為0．3+0．15=0．45mol,故氫氣的轉化率為=33%；反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，K值減小，答案為33．3%；減��；（5）欲提高H2的轉化率應使平衡右移，向容器中按原比例再充入原料氣，相當于增大壓強，平衡右移，A可行，B中充惰性氣體對平衡無影響，C中改變催化劑不改變平衡移動，D中分離出氨氣，平衡右移，方法可行，故選A、D。

考點：化學平衡移動