Question

氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．圖1為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強(qiáng)、使用相同催化劑條件下，初始時(shí)氮?dú)�、氫氣的體積比為1：3時(shí)，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)．

壓強(qiáng)（MPa）	0.1	10	20	30	60	100
氨的平衡含量（%）
溫度（攝氏度）
200	15.3	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	2.2	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	0.4	25.1	38.2	47.1	65.2	79.8
500	0.1	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5
600	0.05	4.5	9.1	13.8	23.1	31.4

（1）從表可以看出：a．在溫度相同時(shí)，隨著壓強(qiáng)的增大，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），說明合成氨的正反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)

 

（同上）的反應(yīng)．b．在壓強(qiáng)相同時(shí)，隨著溫度的升高，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），說明合成氨的正反應(yīng)是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）從圖1可看出：300℃時(shí)，壓強(qiáng)p1條件下，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)

 

（填“＞”、“＜”或“=”）壓強(qiáng)p2條件下平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)，由此可p1

 

p2（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）該反應(yīng)在300℃時(shí)的平衡常數(shù)K1

 

（填“＞”、“＜”或“=”）500℃時(shí)的平衡常數(shù)K2．
（4）表為氨的產(chǎn)量與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，試畫出在30MPa下，300℃和500℃下，氨的平衡百分含量x（NH₃）-時(shí)間t曲線圖2，并標(biāo)明平衡時(shí)氨的百分含量．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）a看表的橫行可知，在溫度相同時(shí)，隨著壓強(qiáng)的增大，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大，壓強(qiáng)增大平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)是一個(gè)分子數(shù)減小的反應(yīng)，b看表格的縱行可知，在壓強(qiáng)相同時(shí)，隨著溫度的升高，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，平衡逆向移動(dòng)，說明合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，據(jù)此答題；
（2）從圖1可看出，300℃時(shí)，壓強(qiáng)p1條件下，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)＞壓強(qiáng)p2條件下平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)，而合氨的反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，所以可以看出P1＞P2，據(jù)此答題；
（3）由于合成氨是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，據(jù)此判斷K1和K2的大小；
（4）出在30MPa下，300℃時(shí)反應(yīng)速率小于500℃下，但由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以出在300℃時(shí)氨的平衡百分含量高于500℃時(shí)的，根據(jù)表可知，它們分別為71.0%和26.4%，據(jù)此畫圖．

解答： 解：（1）a看表的橫行可知，在溫度相同時(shí)，隨著壓強(qiáng)的增大，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大，壓強(qiáng)增大平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)是一個(gè)分子數(shù)減小的反應(yīng)，b看表格的縱行可知，在壓強(qiáng)相同時(shí)，隨著溫度的升高，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，平衡逆向移動(dòng)，說明合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
故答案為：增大；減小；減小；放熱；
（2）從圖1可看出，300℃時(shí)，壓強(qiáng)p1條件下，平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)＞壓強(qiáng)p2條件下平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)，而合氨的反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，所以可以看出P1＞P2，故答案為：＞；＞；
（3）由于合成氨是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，據(jù)此判斷K1＞K2，故答案為：＞；
（4）出在30MPa下，300℃時(shí)反應(yīng)速率小于500℃下，但由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以出在300℃時(shí)氨的平衡百分含量高于500℃時(shí)的，根據(jù)表可知，它們分別為71.0%和26.4%，據(jù)此畫出的圖為：，故答案為：．

點(diǎn)評：本題主要考查了影響平衡移動(dòng)的外界因素，難度不大，注重對基本原理的理解．