Question

【題目】工業(yè)合成氨，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反應過程中的能量變化如圖所示，據(jù)圖回答問題：

（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______（填“升高”或“降低”或“不變”）理由是________________。

（2）該反應在恒溫恒容條件下進行，下列選項一定能判斷反應達到平衡狀態(tài)的是________。

A．3v (N2)=v(H2)

B．單位時間內(nèi)每消耗a mol N2的同時消耗3a molH2

C．單位時間內(nèi)每斷裂amol氮氮三鍵的同時生成3a mol氫氫單鍵

D．c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2

E．氣體總密度不變

F．氣體平均摩爾質(zhì)量不變

（3）該反應平衡常數(shù)表達式為：K=_______，當濃度商Q______K(填“<”、 “>”或“=”)時，反應向右進行。

（4）450℃時該反應的平衡常數(shù)_______500℃時的平衡常數(shù)(填“<”、 “>”或“=”)。

（5）一定條件下的密閉容器中，該反應達到平衡，要提高H2的轉化率，可以采取的合理措施有_____（填字母代號）。

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

【答案】 降低 催化劑能降低反應活化能 CF < > c、e

【解析】(1)催化劑是通過降低反應的活化能來加快化學反應速率，所以加活性鐵會使圖中B點降低，故答案為：降低；催化劑能降低反應活化能；

(2)A．根據(jù)方程式，任何時候都存在3v (N2)=v(H2)，不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．根據(jù)方程式，單位時間內(nèi)每消耗a mol N2的同時一定消耗3a molH2，不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；C．單位時間內(nèi)每斷裂amol氮氮三鍵表示正反應速率，生成3a mol氫氫單鍵表示逆反應速率，表示正逆反應速率相等，能夠判斷反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；D．c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2，不能說明正逆反應速率相等，不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；E．容器的體積和氣體的質(zhì)量均不變，氣體總密度始終不變，不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，故E錯誤；F．該反應前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，當氣體平均摩爾質(zhì)量不變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，說明反應達到了化學平衡狀態(tài)，故F正確；故選CF；

(3)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=；根據(jù)K和Q的關系，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： ；＜；

(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化率，增加H2的濃度會使得氫氣的轉化率減��；故答案為：ce。