Question

3．工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．
Ⅰ、其部分工藝流程如右圖所示，反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見(jiàn)下表：

氣體	氮?dú)?/td>	氫氣	氨
熔點(diǎn)（℃）	-210	-253	-78
沸點(diǎn)（℃）	-195	-259	-33

回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．隨著溫度的升高，K值減小（填增大、減小、不變）．平衡常數(shù)K值越大，表明AB（填序號(hào)）．
A．N₂的轉(zhuǎn)化率越高             B．NH₃的產(chǎn)率越大
C．原料中N₂的含量越高         D．化學(xué)反應(yīng)速率越快
（2）合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程．即反應(yīng)后通過(guò)把混合氣體的溫度降低到-33.42使NH₃分離出來(lái)；繼續(xù)循環(huán)的氣體是N₂、H₂．
Ⅱ、在一密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)，達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示：回答下列問(wèn)題：

（3）t₁、t₃、t₄時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件是：t₁時(shí)刻C；t₃時(shí)刻E；t₄時(shí)刻B（填選項(xiàng)）．
A．增大壓強(qiáng)       B．減小壓強(qiáng)      C．升高溫度
D．降低溫度       E．加催化劑      F．充入氮?dú)?br />（4）依據(jù)（2）中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是A（填選項(xiàng)）．
A．t₀～t₁         B．t₂～t₃       C．t₃～t₄       D．t₅～t₆．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書(shū)寫(xiě)，平衡常數(shù)等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，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨溫度升高，平衡逆向進(jìn)行；平衡常數(shù)是衡量反應(yīng)進(jìn)行程度的物理量，平衡常數(shù)K值越大，說(shuō)明正向進(jìn)行程度越大；
（2）減少生成物的濃度，化學(xué)平衡向著正向移動(dòng)，氨氣易液化；
（3）由圖可知，t₁正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率；t₃正逆反應(yīng)速率同等程度的增大；t₄時(shí)正逆反應(yīng)速率均減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率；
（4））由圖可知，t₁平衡逆向移動(dòng)，t₃不移動(dòng)，t₄平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)結(jié)果分析．

解答 解：①，工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.44kJ/mol，平衡常數(shù)為K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減�。黄胶獬�數(shù)K值越大反應(yīng)這些進(jìn)行的程度越大，
A．正向進(jìn)行越大，N₂的轉(zhuǎn)化率越高，故A正確；        
B．反應(yīng)正向進(jìn)行，生成的氨氣越多，NH₃的產(chǎn)率越大，故B正確；
C．反應(yīng)正向進(jìn)行，原料中N₂的含量減少，故C錯(cuò)誤；    
D．平衡常數(shù)越大，說(shuō)明正向進(jìn)行程度越大，但化學(xué)反應(yīng)速率不一定越快，故D錯(cuò)誤；
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；減小；A B；
（2）根據(jù)題意可知氨氣的沸點(diǎn)是-33.42，可以將溫度降低到-33.42，讓氨氣分離出來(lái)，氫氣和氮?dú)饪梢栽傺�環(huán)利用，故答案為：-33.42；NH₃；N₂、H₂；
（3）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且為氣體體積減小的反應(yīng)，則由圖可知，t₁正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，改變條件應(yīng)為升高溫度；
t₃正逆反應(yīng)速率同等程度的增大，改變條件應(yīng)為使用催化劑；
t₄時(shí)正逆反應(yīng)速率均減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，改變條件應(yīng)為減小壓強(qiáng)，
故答案為：C；E；B；
（4）由圖可知，t₁平衡逆向移動(dòng)，t₃不移動(dòng)，t₄平衡逆向移動(dòng)，均使氨氣的含量減少，則t₀～t₁氨氣的含量最大，故答案為：A．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道關(guān)于化學(xué)平衡的題目，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，難度不大．