Question

【題目】合成氨技術的創立開辟了人工固氮的重要途徑，其研究來自正確的理論指導，合成氨反應的平衡常數K值和溫度的關系如下：

溫度（℃）	360	440	520
K值	0.036	0.010	0.0038

（1）①寫出工業合成氨的化學方程式_________。

②由上表數據可知該反應為放熱反應，理由是_________。

③理論上，為了增大平衡時H2的轉化率，可采取的措施是_________。（填序號）

a. 增大壓強 b. 使用合適的催化劑

c. 升高溫度 d. 及時分離出產物中的NH3

（2）原料氣H2可通過反應CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)獲取，已知該反應中，當初始混合氣中的恒定時，溫度、壓強對平衡混合氣CH4含量的影響如下圖所示：

①圖中，兩條曲線表示壓強的關系是：P1_____P2（填“＞”、“=”或“＜”）。

②該反應為________反應（填“吸熱”或“放熱”）。

（3）原料氣H2還可通過反應CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)獲取。T℃時，向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1mol CO，反應達平衡后，測得CO的濃度為0.08 mol·L-1

①平衡時CO的轉化率為_________。

②該溫度下反應的平衡常數K值為_________。

Answer 1

【答案】 隨溫度升高，反應的平衡常數K減小 a、d ＜ 吸熱 60％ 或2.25

【解析】

（1）①工業合成氨的化學方程式為：；

②對于放熱反應而言，升高溫度，K值減小，表中的數據表明升高溫度，K值在減小，所以可以推出該反應是放熱反應；

③a. 增大壓強，平衡向正反應方向（氣體體積減小的方向）移動移動，則H2的轉化率增大，a正確；

b. 催化劑不影響平衡的移動，不會引起H2的轉化率的改變，b錯誤；

c. 升高溫度，平衡向逆反應方向（吸熱反應方向）移動，則H2的轉化率減小，c錯誤；

d. 及時分離出NH3，則NH3的濃度減小，平衡正向移動，H2的轉化率增大，d正確；

故合理選項為a、d；

（2）①溫度相同時，壓強由P1變為P2，CH4的平衡含量升高，說明平衡逆向移動，由于該反應的逆反應是氣體體積減小的反應，所以壓強增大，即P1＜P2；

②壓強相同時，升高溫度，CH4的平衡含量降低，說明平衡正向移動，則該反應是吸熱反應；

（3）該反應的三段式為（單位：mol·L-1）：

	CO (g)+	H2O(g)	CO2(g)+	H2(g)
	1	1	1	1
起	0.2	0.2	0	0
轉	0.12	0.12	0.12	0.12
平	0.08	0.08	0.12	0.12

①CO的轉化率為=60%；

②K===2.25。