Question

合成氨的原理為：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，該反應(yīng)的能量變化如圖所示．
（1）將1mol N₂和3mol H₂充入體積不變的密閉容器中，在一定條件下達到平衡，放出的熱量

 

（填＞、=、＜）92.4kJ，原因是

 

（2）合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：K=

 

．下列措施能使K增大的有

 

（填選項字母）．
A．增加N₂   B．升高溫度   C．降低溫度   D．增大壓強    E．使用高效催化劑
（3）在恒溫恒容條件下，向已達平衡狀態(tài)的體系中充入He，容器內(nèi)的壓強增大，平衡

 

移動．
（4）將0.1mol N₂和0.3mol H₂充入體積不變的密閉容器中，在一定條件下達到平衡，測得容器內(nèi)氣體壓強變?yōu)樵瓉淼?span id="ijdtxvp" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

7

8

，此時H₂的轉(zhuǎn)化率為

 

（計算出結(jié)果）；欲提高該容器中H₂的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是

 

（填選項字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料氣     B．向容器中再充入一定量H₂
C．向容器中再充入一定量的N₂        D．改變反應(yīng)的催化劑
E．液化生成物分離出氨．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,反應(yīng)熱和焓變

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)是可逆反應(yīng)分析；
（2）平衡常數(shù)利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；平衡常數(shù)隨溫度變化；
（3）恒溫恒容容器中加入He氣總壓增大分壓不變，平衡不動；
（4）根據(jù)化學平衡的三段式列式計算出氫氣的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)影響化學平衡的條件分析判斷以及增大一種物質(zhì)的濃度會提高另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）當1mol N₂和3mol H₂完全反應(yīng)時，才能放出92.4kJ的熱量，但反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全進行，所以在一密閉容器中加入1molN₂和3molH₂，在一定條件下充分反應(yīng)，放出的熱量小于92.4kJ的熱量，
故答案為：＜；反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全進行，在一密閉容器中加入1molN₂和3molH₂，在一定條件下充分反應(yīng)，放出的熱量小于92.4kJ的熱量；
（2）N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

；措施能使K增大的因素是溫度，平衡常數(shù)只隨溫度變化；
A．增加N₂  不改變平衡常數(shù)，故A錯誤；
 B．升高溫度，平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，故B錯誤；
 C．降低溫度，平衡正向進行，平衡常數(shù)增大，故C正確；
 D．增大壓強不改變平衡常數(shù)，故D錯誤；    
 E．使用高效催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學平衡，平衡常數(shù)不變，故E錯誤；
故選C；
故答案為：

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

；C；
（3）在恒溫恒容條件下，向已達平衡狀態(tài)的體系中充入He，容器內(nèi)的壓強增大，氣體分壓不變，平衡不動；
故答案為：不；
（4）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol） 0.3      0.5       0    
變化量（mol）   x        3x       2x
平衡量（mol） 0.3-x     0.5-3x    2x
容器內(nèi)氣體壓強變?yōu)樵瓉淼?span id="q3o2fsp" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

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，即氣體的物質(zhì)的量變?yōu)闉樵瓉淼?span id="ns3q5tl" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

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8

，則

0.3-x+0.5-3x+2x

0.3+0.5

=

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8

，x=0.05，
H₂的轉(zhuǎn)化率為

0.15mol

0.5mol

×100%=30%，
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動原理分析判斷
A、向容器中按原比例再充入原料氣，相當于增大容器內(nèi)的壓強，平衡正向進行，提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，故A正確；
B、向容器中再充入一定量H₂，提高了N₂的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率降低，故B錯誤；
C、向容器中再充入一定量的N₂，平衡正向進行，提高氫氣轉(zhuǎn)化率，故C正確；
D、改變反應(yīng)的催化劑，不改變化學平衡，不能提高氫氣轉(zhuǎn)化率，故D錯誤；
E、液化生成物分離出氨，減少生成物，平衡正向進行，提高氫氣轉(zhuǎn)化率，故E正確；
故答案為：30%；ACE．

點評：本題考查了化學平衡的三段式計算方法，影響平衡常數(shù)、化學反應(yīng)速率、化學平衡的因素等應(yīng)用，綜合性較大，題目難度中等．