Question

【題目】合成氨對化學工業和國防工業具有重要意義。

(1)根據圖1請寫出合成氨的熱化學方程式______熱量用、或表示。

(2)向合成塔中按物質的量之比l：4充入、進行氨的合成，圖2為時平衡混合物中氨氣的體積分數與壓強的關系圖。

①圖2中氨氣的體積分數為時，的轉化率為______。

②圖3中，則溫度為時對應的曲線是______填“a”或“b”。

(3)合成氨所需的氫氣可由甲烷與水反應制得，反應的熱化學方程式為，一定溫度下，在體積為2L的恒容容器中發生上述反應，各物質的物質的量變化如表：

時間
0			0	0
5
7
10

①分析表中數據，判斷5min時反應是否處于平衡狀態？______填“是”或“否”，前5min反應的平均反應速率______。

②在相同實驗條件下，若改為加入，若要求平衡后在反應混合氣中質量分數不變，則還需加入的物質及其物質的量為______。

③反應在內，CO的物質的量減少的原因可能是______填字母。

減少的物質的量 降低溫度 升高溫度 充入

④下列方法中可以證明上述已達平衡狀態的是______。

單位時間內生成的同時生成

b.容器內壓強不再變化

混合氣體密度不再變化

混合氣體的平均相對分子質量不再變化

的質量分數不再變化

⑤已知碳的氣化反應在不同溫度下平衡常數的對數值如表：

氣化反應式	lgK
	700K	900K	1200K

則反應在900K時，該反應平衡常數的對數值______。

Answer 1

【答案】 a 是 、、 d bde

【解析】

(1)焓變等于正逆反應的活化能之差，圖中生成1mol氨氣放熱為，合成氨的熱化學方程式為；

(2)①向合成塔中按物質的量之比l：4充入、進行氨的合成，則

氨氣的體積分數為時，，解得，氫氣的轉化率為；

②合成氨為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，氨氣的體積分數減小，則溫度越高對應氨氣的體積分數越小，圖中T=450℃，則溫度為500℃時對應的曲線是a；

(3)①由表中數據可知，7min時消耗甲烷0.2mol，根據方程式，消耗水0.2mol，所以=0.8mol，與5min時相同，則5min時為平衡狀態；前5min反應的平均反應速率；

②恒溫恒容，反應前后氣體體積不等的反應，要求平衡后在反應混合氣中質量分數不變，則極限轉化為反應物時，起始反應物的物質的量相同，則

，，解得，，；

③反應在內，CO的物質的量減少，氫氣的物質的量增加。則

a.減少的物質的量，平衡逆向移動，的物質的量應該減小，故不選a；

為吸熱反應，降低溫度，平衡逆向移動，的物質的量應該減小，故不選b；

升高溫度，平衡正向移動，CO的物質的量增大，故不選c；

充入，平衡逆向移動，的物質的量增大，CO的物質的量減小，反應物的物質的量增大，與表中數據一致，故選d；

④a.單位時間內生成3nmol的同時生成nmolCO，只體現正反應速率，反應不一定平衡，故不選a；

反應前后氣體物質的量是變量，容器內壓強不再變化，可知物質的量不變，為平衡狀態，故選b；

氣體的質量、體積不變，混合氣體密度始終不變化，密度不變不一定平衡，故不選c；

根據 ，混合氣體的平均相對分子質量是變量，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，一定達到平衡狀態，故選d；

e.的質量分數不再變化，符合平衡特征“定”，一定為平衡狀態，故選e；

⑤；

根據蓋斯定律可知得到，由表中數據可知900K時，該反應的平衡常數，即。