Question

【題目】合成氨工業(yè)的核心反應(yīng)是：N2(g)+3H2(g)2NH3(g）△H=QKJ/mol，能量變化如圖所示，回答下列問題：

（1）在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1和E2的變化是：E1（填“增大”，、“減小”、“不變”，下同）；E2-E1_______。

（2）在500℃、2×107Pa和催化劑條件下向一密閉容器中充入0.5 molN2和l.5 mol H2，充分反應(yīng)后，放出的熱量____46.2KJ。（填“<”、“>”或“=”)

（3）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是_____

A．△H>0，氣體分子數(shù)目增多

B．△H>0，氣體分子數(shù)目減少

C．△H<0，氣體分子數(shù)目增多

D．△H<0 ，氣體分子數(shù)目減少

（4）將一定量的N2(g)和H2(g）放入1L 密閉容器中，在500℃ 、2×l07 Pa下達(dá)到平衡，測得N2為0.10 mol, H2為0.30 mol, NH3為0.10 mol。計(jì)算該條件下達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率_____。若升高溫度，K值變化_______（填“增大”、“減小”或“不變）。

（5）在上述（4）反應(yīng)條件的密閉容器中欲提移合成氨中H2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的_____（填字母）。

A．向容器中按原比例再充入原料氣 B．向容器中再充入惰性氣體

C．改變反應(yīng)的催化劑 D．分離出氨氣

Answer 1

【答案】 減小 不變 < D 33.3% AD

【解析】試題分析：（1）加入催化劑，降低反應(yīng)的活化能，則E1和E2都減小，但是不會改變反應(yīng)的焓變，所以E2-E1不變，故答案為：減小；不變；

（2）當(dāng)0.5mol N2和1.5mol H2完全反應(yīng)時(shí)，才能放出46.2kJ的熱量，但反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行，則密閉容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反應(yīng)后，放出的熱量小于46.2kJ；

（3）N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=QKJmol-1 ，圖象分析可知反應(yīng)是放熱反應(yīng)△H＜0，反應(yīng)前后是氣體體積減小的反應(yīng)，△S＜0；故答案為D；

（4）根據(jù)化學(xué)方程式和三段式列式計(jì)算：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

初始濃度； 0.6 0.45 0

變化濃度：0.5 0.15 0.1

平衡濃度：0.1 0.3 0.1

該條件下H2的轉(zhuǎn)化率=×100%≈33.3%，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小；

（5）根據(jù)化學(xué)平衡：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，欲提高H2的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行；A．向容器中按原比例再充入原料氣，則壓強(qiáng)增大，平衡向右移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；B．向容器中再充入惰性氣體，則各組分濃度不變，平衡不移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；C．改變反應(yīng)的催化劑，不影響平衡的移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；D．液化生成物分離出氨，平衡向右移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；故答案為AD。