Question

1．科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究．
合成氨的原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），該反應(yīng)的能量變化如圖所示．
（1）在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E₂的變化是減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）
（2）該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-92.4KJ/mol，已知E₂=212.4   kJ/mol，則該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能是120KJ/mol
（3）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表所示：

t℃	473	573	673	…
K	4.4×10-2	K1	K2	…

則K₁＞K₂（填＞、＜、=）
（4）該反應(yīng)的△S＜0，（填大于、小于或等于），理論上在低溫條件下可以自發(fā)．

Answer 1

分析 （1）催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，原理是降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率；
（2）圖象可知反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量；E₁為正反應(yīng)活化能，E₂為逆反應(yīng)的活化能，△H=E₁-E₂；
（3）平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減�。�
（4）反應(yīng)前后氣體體積減小，熵變減小，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0．

解答 解：（1）在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，催化劑降低反應(yīng)的活化能，E₂的變化是減小，
故答案為：增大；減��；
 （2）圖象可知反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量，△H=E₁-E₂=-92.4KJ/mol，E₁為正反應(yīng)活化能，E₂為逆反應(yīng)的活化能，△H=E₁-E₂，E₁=△H+E₂=-92.4KJ/mol+212.4   kJ/mol=120KJ/mol，故答案為：-92.4KJ/mol； 120KJ/mol；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，則K₁＞K₂ ，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；＞；
（4）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應(yīng)前后氣體體積減小，反應(yīng)△S＜0，△H＜0，滿足△H-T△S＜0，需要低溫下自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：＜；低溫．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素，平衡常數(shù)、催化劑原理、反應(yīng)焓變計(jì)算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度不大．