Question

（12分）氨是氮循環(huán)過程中的重要物質(zhì)，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。 合成氨反應(yīng)： N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） △H

（1）若該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)，則該反應(yīng)的△H    0、△S     0（填“＜”、“＞”或“=”）。

（2）在恒容容器中，下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是         。

A．3v(H₂)_正=2v(NH₃)_逆            

B．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N₂的同時(shí)生成2n molNH₃

C．混合氣體的密度不再改變     

D．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化

（3）一定溫度下，向2L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂，保持體積不變，0.5min后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中有0.4mol NH₃，則平均反應(yīng)速率v(N₂)=           ，該溫度下的平衡常數(shù)K=            。若升高溫度，K值變化      （填“增大”、“減小”或“不變”）。

（4）為了尋找合成NH₃的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。請(qǐng)?jiān)谙卤淼蘑佗谔幪钊牒线m的實(shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T(℃)	n (N2)/n(H2)	P(MPa)	平衡時(shí)NH3百分含量
ⅰ	450	1/3	1
ⅱ	①	1/3	②
ⅲ	480	1/3	10

 

Answer 1

【答案】

（1）   ＜  ， ＜   （每空1分）  （2）    BD      （2分）

（3） 0.2mol/（L· min）     、     0.058         、   減小   （每空2分）

（4）①     450（或480）       、②  10（或1）       。（每空1分）

【解析】（1）根據(jù)方程式可知△S＜，又因?yàn)榉磻?yīng)是自發(fā)的，所以△H＜0。

（2）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A中反應(yīng)速率的方向相反，但滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不正確。B中反應(yīng)速率的方向相反，且滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，正確。反應(yīng)前后體積減小，所以壓強(qiáng)也是減小的，D可以說明。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，C不正確。答案選BD。

（3）容器中有0.4mol NH₃，則消耗氮?dú)馐?.2mol，所以其反應(yīng)速率是0.2mol÷2L÷0.5min＝0.2mol/(L·min)。平衡時(shí)氫氣、氮?dú)狻�氨氣的濃度分別是1.2mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L，所以平衡常數(shù)K＝。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(dòng)，平衡常數(shù)減小。

（1）如果實(shí)驗(yàn)①②中溫度相同，則壓強(qiáng)就不同，反之亦然，同樣實(shí)驗(yàn)②③中壓強(qiáng)相同，溫度就不同，反之亦然。