Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，合成氨工業(yè)在國民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問題，請回答：

（1）若在一容積為2 L的密閉容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)： N2(g) ＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在5分鐘時反應(yīng)達到平衡，此時測得NH3的物質(zhì)的量為0.2 mol。則前5分鐘的平均反應(yīng)速率v(N2)＝________。

（2）平衡后，若要提高H2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有________。

A．加了催化劑 B．增大容器體積 C．降低反應(yīng)體系的溫度 D．加入一定量N2

（3）若在0.5 L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表所示：

T/℃	200	300	400
K	K1	K3	0.5

請完成下列問題：

①試比較K1、K2的大小，K1________K2(填“<”、“>”或“＝”)；

②下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(填序號字母)

A．容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1∶3∶2

B．v(H2)正＝3v(H2)逆

C．容器內(nèi)壓強保持不變

D．混合氣體的密度保持不變

③400℃時，反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化學平衡常數(shù)為________。當測得NH3、N2和H2物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol和 1 mol時，則該反應(yīng)的v(N2)正________v(N2)逆(填“<”、“>”或“＝”)。

（4）根據(jù)化學反應(yīng)速率和化學平衡理論，聯(lián)系合成氨的生產(chǎn)實際，你認為下列說法不正確的是________。

A．化學反應(yīng)速率理論可指導怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品

B．勒夏特列原理可指導怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品

C．催化劑的使用是提高產(chǎn)品產(chǎn)率的有效方法

D．正確利用化學反應(yīng)速率和化學反應(yīng)限度理論都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益

Answer 1

【答案】 0.01 mol·L－1·min－1 C、D > C 2 > C

【解析】（1）5min達平衡，△c（NH3）=0.1mol/L，所以v（NH3）=，根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，則v（N2）=×0.02mol/（Lmin）=0.01mol/（Lmin）；

故答案為：0.01mol/（Lmin）；

（2）A、加催化劑只能改變化學速率，不能改變化學平衡，即不能提高轉(zhuǎn)化率，A錯誤；B、增大容器的體積，容器內(nèi)壓強減小，平衡向左移動，H2的轉(zhuǎn)化率減小，B錯誤；C、降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)方向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，C正確；D、加入一定量N2，平衡向右移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，D正確。

故答案為：C、D;

（3）①該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，所以K1＞K2。

故答案為：＞；

②A、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計量數(shù)之比，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，故A錯誤；B、不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，3υ（N2）（正）=υ（H2）（逆）是平衡狀態(tài)，故B錯誤；C、容器內(nèi)壓強不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達平衡狀態(tài)，故C正確；D、如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故D錯誤。

故答案為：C；

③400℃時，反應(yīng)2NH3（g）N2（g）+3H2（g）的化學平衡常數(shù)K的值和反應(yīng)N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的平衡常數(shù)呈倒數(shù)，所以K= =2；

容器的體積為0.5L，NH3和N2．H2的物質(zhì)的量濃度分別為：6mol/L、4mol/L、2mol/L，400℃時，濃度商Qc= ＜K=2，說明反應(yīng)正向進行，因此有v（N2）正＞v（N2）逆；

故答案為：2；＞；

（4）加催化劑只能改變化學速率，可以通過加催化劑縮短生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率；但催化劑不能改變使化學平衡移動，所以不能改變轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率。故C錯誤。