Question

氨是最重要的氮肥，是產量最大的化工產品之一。課本里介紹的合成氨技術

叫哈伯法，是德國人哈伯1905年發明的，其合成原理為：N₂(g) + 3H₂(g) 2NH₃(g)，△H=-92.4 kJ/mol，△S ＝ -198.3J·mol^－1·K^－1。他因此獲得了1918年諾貝爾化學獎。工業上合成氨的部分工藝流程如下：

反應體系中各組分的部分性質見下表：

（1）下列說法正確的是     

     A. 因為△H= -92.4 kJ/mol，所以該反應一定能自發進行

B. 因為△S ＝ -198.3J·mol^－1·K^－1所以該反應一定不能自發進行

 C. 該反應在一定條件下可能自發進行。

（2）合成氨反應的平衡常數很小，所以在工業上采取氣體循環的流程。即反應后通過把混合氣體的溫度降低到           使混合氣體分離出來產品；繼續循環的氣體是      。

（3）一定溫度下，在密閉容器中充入1 mol N₂和3 mol H₂并發生反應。

①若容器容積恒定，達到平衡時，氣體的壓強為原來的7/8，則N₂的轉化率а₁=        ，此時反應放熱         kJ；

②若容器壓強恒定，則達到平衡時，容器中N₂的轉化率а₂     а₁（填“＞、＜或＝”）。

（4）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量對N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  反應的影響。

實驗結果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質的量）

① 圖像中T₂和T₁的關系是：T₂           T₁，（填“高于”“低于”“等于”“無法確定”）

② 比較在a、b、c三點所處的平衡狀態中，反應物N₂ 的轉化率最高的是      （填字母）。

③ 在起始體系中加入N₂的物質的量為n/3mol時，反應后氨的百分含量最大；若容器容積為1L，n=3mol反應達到平衡時H₂的轉化率為60%，則此條件下（T₂），反應的平衡常數K=                    。（不用寫單位）

Answer 1

（15分）

（1）C（1分）   (2)  -33.4℃以下或-195.79℃以上

（2分）  N₂ 和H₂ （2分）

（3） ① 25% ，   -1/4△H 或23.1   （各2分） ② ＞  （1分）

（4）① 低于 （1分）     ② c  （2分）        ③ 2.08（2分）