Question

【題目】合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(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)表達式為K= 。

②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知，對于該反應(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)達到平衡狀態(tài)時，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)壓強保持不變

c．v正(N2)=2v逆(NH3) d．混合氣體中c(NH3)不變

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

（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，此時兩容器的體積相等。在一定條件下反應(yīng)達到平衡狀態(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小（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（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，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/(1x+33x+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)壓強保持不變，達到平衡，故b正確；c．υ正（N2）=2υ逆（NH3），正逆反應(yīng)速率不等，反應(yīng)沒有達到平衡，故c錯誤； d．混合氣體中 c（NH3）不變，為平衡的特征，達到平衡，故d正確；（3）a．先出現(xiàn)拐點的先達到平衡，則T2大，溫度高，平衡逆向移動，與圖象一致，故a正確；b．平衡時濃度不一定相等，平衡濃度取決起始濃度和轉(zhuǎn)化率，圖象表示錯誤，故b錯誤；c．使用催化劑加快反應(yīng)速率，對平衡無影響，平衡時物質(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，相對于A來說，相當(dāng)于B加壓，則平衡正向移動，氨氣的體積分?jǐn)?shù)變大，所以a＜b，B中放出的熱量對，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。