Question

（14分）（1）某科研小組研究在其他條件不變的情況下，改變起始氫氣物質的量［用n（H₂）表示］對N₂（g）＋3H₂（g） 2NH₃（g）反應的影響，實驗結果可表示成如下圖所示的規律（圖中T表示溫度，n表示物質的量）：

①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__________。

②若容器容積為1L，n＝3mol，反應達到平衡時N₂、H₂的轉化率均為60%，則在起始時體系中加入N₂的物質的量為__________mol，此條件下（T₂），反應的平衡常數K＝_________，當溫度升高時該平衡常數將__________。

③圖像中T₂和T₁的關系是__________。（填“高于”、“低于”、“等于”、“無法確定”）。

（2）氨氣和氧氣從145℃就開始反應，在不同溫度和催化劑條件下生成不同產物（如圖）：

4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O      4NH₃＋3O₂2N₂＋6H₂O

溫度較低時以生成__________為主，溫度高于900℃時，NO產率下降的原因是___________________

 

Answer 1

【答案】

（1）① c  （2分）   ② n／3 或1（2分）；K＝25／12或2.08 （2分） 減小（2分）③ 低于  （2分）

（2）N₂ （2分）  氨氣氧化生成NO的反應為放熱反應，升高溫度轉化率下降 （2分） 

【解析】（1）①增大氫氣的濃度，平衡向正反應方向進行，氮氣的轉化率就越大，所以根據圖像可知c點氮氣的轉化率最大，答案選c。

②消耗氫氣是0.6×3mol＝1.8mol，所以同時消耗氮氣是0.6mol，因此氮氣的起始物質的量是0.6mol÷60％＝1mol。平衡時氫氣、氮氣、氨氣的濃度分別是（mol/L）1.2、0.4、1.2，所以該溫度下平衡常數K＝；正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，所以平衡常數是減小的。

③正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，氨氣的含量降低，所以T₂＜T₁。

（2）根據圖像可知，溫度較低時以生成的氮氣為主；由于氨氣氧化生成NO的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向減小，轉化率下降。