Question

10．合成氨對化學(xué)工業(yè)和國防工業(yè)有重要意義．若向合成塔中按物質(zhì)的量之比l：4充入N₂、H₂進行氨的合成，圖A為T℃時平衡混合物中氨氣的體積分數(shù)與壓強（p）關(guān)系圖．

（1）圖A中壓強為10MPa時，N₂的轉(zhuǎn)化率為33%．
（2）已知：在合成氨反應(yīng)中，升高溫度H₂的轉(zhuǎn)化率降低．
①若圖B中T=450℃，則溫度為500℃時對應(yīng)的曲線是a（填“a”或“b”）．
②該反應(yīng)達到平衡時某物理量隨溫度變化如圖C所示，縱坐標可以表示的物理量有cd
a．H₂的逆反應(yīng)速率
b．N₂的質(zhì)量百分含量
c．NH₃的體積分數(shù)
d．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)三段法計算來確定物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；
（2）①降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動；
②如圖C，隨溫度升高，縱坐標代表的量逐漸減小，據(jù)此分析．

解答 解：（1）設(shè)N₂的轉(zhuǎn)化率為x，
      N₂ +3H₂ $?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH₃
初始：1    4          0
變化：x    3x         2x
平衡：1-x  4-3x       2x
10MPa時，氨氣的體積分數(shù)為15.00%，則$\frac{2x}{2x+1-x+4-3x}$×100%=15%
解得x=0.33，所以氮氣的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.33}{1}$×100%≈33%，故答案為：33%；
（2）①對于反應(yīng) N₂+3H₂$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH₃，△H＜0，當溫度升高時，化學(xué)平衡向吸熱熱反應(yīng)方向移動，即逆反應(yīng)移動，所以氨氣的體積分數(shù)減少，對應(yīng)的曲線是a，故答案為：a；
②如圖C，隨溫度升高，縱坐標逐漸減小，
a．升高溫度，H₂的逆反應(yīng)速率增大，故a錯誤；
b．升高溫度，平衡向吸熱即逆反應(yīng)分析移動，N₂的質(zhì)量百分含量增大，故b錯誤；
c．升高溫度，平衡向吸熱即逆反應(yīng)分析移動，NH₃的體積分數(shù)減小，故c正確；
d．升高溫度，平衡向吸熱即逆反應(yīng)分析移動，混合氣體物質(zhì)的量增大，總質(zhì)量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，故d正確；
故答案為：cd．

點評 本題主要考查了轉(zhuǎn)化率的計算、外界條件對化學(xué)平衡的影響，注意三段法在計算中的運用．