Question

10．工業(yè)合成氨N₂+3H₂?2NH₃反應過程中的能量變化如圖所示，據(jù)圖回答下列問題：
（1）該反應通常用活性鐵作催化劑，加活性鐵會使圖中B點升高還是降低降低，理由是催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低．
（2）該反應的平衡常數(shù)表達式為：K=$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$，當濃度商Q_c＜K（填“＜”、“＞”或“=”）時，反應向右進行．
（3）450℃時該反應的平衡常數(shù)＞500℃時的平衡常數(shù)（填“＜”、“＞”或“=”）．
（4）一定條件下的密閉容器中，該反應達到平衡，要提高H₂的轉(zhuǎn)化率，可以采取的合理措施有ce（填字母序號）．
a．高溫高壓        
b．加入催化劑
c．增加N₂的濃度      
d．增加H₂的濃度
e．分離出NH₃．

Answer 1

分析 （1）催化劑是通過降低反應的活化能來加快化學反應速率；
（2）化學平衡常數(shù)是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值以及Q和K的大小關(guān)系來回答；
（3）對于放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大；
（4）根據(jù)影響化學平衡移動的因素知識來回答判斷．

解答 解：（1）催化劑是通過降低反應的活化能來加快化學反應速率，所以加活性鐵會使圖中B點降低，故答案為：降低；催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低；
（2）化學平衡常數(shù)是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，所以合成氨的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$；根據(jù)K和Q的關(guān)系，當濃度商Q＜K時，反應向右進行，直到達到平衡狀態(tài)；
故答案為：$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$；＜；
（3）合成氨的反應是放熱反應，對于放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，故答案為：＞；
（4）一定條件下的密閉容器中，該反應達到平衡，要提高H₂的轉(zhuǎn)化率，即讓化學平衡正向進行即可，一般不考慮加壓，可以增加反應物N₂的濃度、分離出NH₃（減小生成物的濃度），高溫條件會使平衡向左進行，加入催化劑不會改變反應物的轉(zhuǎn)化率，增加H₂的濃度會使得氫氣的轉(zhuǎn)化率減��；
故答案為：ce．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡的移動，化學反應中能量變化、平衡常數(shù)的計算，題目難度中等，注意把握平衡常數(shù)的意義．