Question

合成氨工業(yè)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。其原理為：

，據(jù)此回答以下問題：

（1）①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=                               。

②根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知，對(duì)于該反應(yīng)，溫度越高，其平衡常數(shù)的值越       。

（2）某溫度下，若把10 mol N₂與30 mol H₂置于體積為10 L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測得混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20％，則該溫度下反應(yīng)的K=          (可用分?jǐn)?shù)表示)。

能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是          (填字母)。

a．容器內(nèi)的密度保持不變          b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

c．v_正(N₂)=2v_逆(NH₃)              d．混合氣體中c(NH₃)不變

（3）對(duì)于合成氨反應(yīng)而言，下列有關(guān)圖像一定正確的是(選填序號(hào))             。

（4）相同溫度下，有恒容密閉容器A和恒壓密閉容器B，兩容器中均充入1 mol N₂和3 mol H₂，此時(shí)兩容器的體積相等。在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為a，放出熱量Q₁kJ；B中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為b，放出熱量Q₂kJ。則：a       b(填“＞”、“＜”或“=”，下同)，Q₁         Q₂，Q₁          92．4。

 

Answer 1

【答案】

（1）①      （2分）       ②�。�1分）

（2）1/12 （2分）  bd （2分） （3）ac （2分）  （4）< （2分）  <  （2分） <（2分）

【解析】

試題分析：（1）①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，則K=c²(NH₃)/c(N₂)c³(H₂)②該反應(yīng)為熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則平衡常數(shù)K減小，溫度越高，K越小。

N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）

開始 1        3        0

轉(zhuǎn)化 x        3x       2x

平衡1-x      3-3x      2x

平衡混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%，2x/(1−x+3−3x+2x)×100%=20% 解得x=1/3,平衡常數(shù)K=1/12；    由平衡的特征“等”、“定”可判定平衡，則a．容器的體積、氣體的質(zhì)量始終不變，則容器內(nèi)的密度保持不變，不能判斷平衡，故a錯(cuò)誤；b．該反應(yīng)為反應(yīng)前后體積不等的反應(yīng)，則容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，達(dá)到平衡，故b正確；c．υ_正（N₂）=2υ_逆（NH₃），正逆反應(yīng)速率不等，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡，故c錯(cuò)誤；  d．混合氣體中 c（NH₃）不變，為平衡的特征，達(dá)到平衡，故d正確；（3）a．先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡，則T₂大，溫度高，平衡逆向移動(dòng)，與圖象一致，故a正確；b．平衡時(shí)濃度不一定相等，平衡濃度取決起始濃度和轉(zhuǎn)化率，圖象表示錯(cuò)誤，故b錯(cuò)誤；c．使用催化劑加快反應(yīng)速率，對(duì)平衡無影響，平衡時(shí)物質(zhì)的濃度不變，與圖象一致，故c正確；（4）恒容密閉容器A，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A中NH₃的體積分?jǐn)?shù)為a，放出熱量Q₁kJ，而恒壓密閉容器B，均充入1mol N2和3molH2，反應(yīng)發(fā)生后總物質(zhì)的量減少，由pV=nRT可知，相對(duì)于A來說，相當(dāng)于B加壓，則平衡正向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)變大，所以a＜b，B中放出的熱量對(duì)，則Q₁＜Q₂，熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱為完全反應(yīng)放出的熱量，而A中不能完全轉(zhuǎn)化，放出的熱量少，則Q₁＜92．4。

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡常數(shù)的含義；化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；體積百分含量隨溫度、壓強(qiáng)變化曲線；轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線。