Question

20．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究合成氨反應(yīng)有重要意義，請完成下列探究．
（1）生產(chǎn)氫氣：將水蒸氣通過紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣．C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，△S=+133.7J•mol^-1•K^-1，該反應(yīng)在低溫下不能（填“能”或“不能”）自發(fā)進(jìn)行．
（2）已知在400℃時(shí)，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的K=0.5．
①在400℃時(shí)，2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）的K′=2（填數(shù)值）．
②400℃時(shí)，在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，一段時(shí)間后，測得N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時(shí)反應(yīng)v（N₂）_正=（填“＞”、“＜”、“=”或“不能確定”）v（N₂）_逆．
③若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則合成氨反應(yīng)的平衡向左（填“向左”、“向左”或“不”）移動；使用催化劑不改變（填“增大”、“減小”或“不改變”）反應(yīng)的△H．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)：△H-T△S＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，代入數(shù)據(jù)來計(jì)算；
（2）①互為逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)互為倒數(shù)；
②根據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)之間的關(guān)系來判斷反應(yīng)的狀態(tài)；
③恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體積增大，平衡向逆方向移動；催化劑對反應(yīng)熱不影響．

解答 解：（1）△H-T△S=131.3KJ/mol-T×133.7×0.001KJ/（K•mol），在低溫下，該值一定是大于0的，所以不能在低溫下自發(fā)進(jìn)行，故答案為：不能；
（2）①反應(yīng)2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g）和反應(yīng)N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）是互為可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)，故此反應(yīng)的平衡常數(shù)是2，
故答案為：2；
②一段時(shí)間后，當(dāng)N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別為4mol/L、2mol/L、4mol/L時(shí)，Qc=$\frac{{4}^{2}}{4×{2}^{3}}$=0.5=K₁，所以該狀態(tài)是平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等，
故答案為：=；
恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體積增大，平衡向逆方向移動；加入催化劑，只改變反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)熱不變；
故答案為：向左；不改變．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生有關(guān)化學(xué)平衡的有關(guān)知識，可以根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行回答，難度不大．