Question

18．Ⅰ．氮的固定是幾百年來科學(xué)家一直研究的課題．
（1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值．

反應(yīng)	大氣固氮N2（g）+O2（g）?2NO（g）		工業(yè)固氮N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
溫度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.8×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
②分析數(shù)據(jù)可知；人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因K值小，正向進(jìn)行的程度小（或轉(zhuǎn)化率低），不適合大規(guī)模生產(chǎn)．
（2）工業(yè)固氮反應(yīng)中，在其他條件相同時，分別測定N₂的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強（P₁、P₂）下隨溫度變化的曲線，如圖所示的圖示中，正確的是A（填“A”或“B”）；比較p₁、p₂的大小關(guān)系：p₂＞p_l．

Ⅱ． 目前工業(yè)合成氨的原理是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（3）在一定溫度下，將1mol N₂和3mol H₂混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)時，測得氣體總物質(zhì)的量為2.8mol．
①達(dá)平衡時，H₂的轉(zhuǎn)化率α₁=60%．
②已知平衡時，容器壓強為8MPa，則平衡常數(shù)Kp=0.26 （用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）①溫度越高，K越大，說明升高溫度，平衡正移；
②K值很小，轉(zhuǎn)化率很小；
（2）合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，轉(zhuǎn)化率減�。辉龃髩簭娖胶庹�向移動，轉(zhuǎn)化率增大；
Ⅱ．（3）①設(shè)平衡時有x molN₂轉(zhuǎn)化，計算出轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量，再計算出氮氣的轉(zhuǎn)化率；
②利用壓強之比等于物質(zhì)的量之比計算平衡時總壓強，再計算各組分分壓，化學(xué)平衡常數(shù)Kp=$\frac{{P}^{2}（N{H}_{3}）}{P（{N}_{2}）•{P}^{3}（{H}_{2}）}$．

解答 解：Ⅰ．（1）①由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，說明升高溫度，平衡正移，則正反應(yīng)方向為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
②由表格數(shù)據(jù)可知，2000℃時，K=0.1，K值很小，則轉(zhuǎn)化率很小，不適合大規(guī)模生產(chǎn)，所以人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮，
故答案為：K值小，正向進(jìn)行的程度小（或轉(zhuǎn)化率低），不適合大規(guī)模生產(chǎn)；
（2）合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，轉(zhuǎn)化率減小，所以圖A正確，B錯誤；該反應(yīng)正方向為體積減小的方向，增大壓強平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，р₂的轉(zhuǎn)化率大，則р₂大，р₂＞р₁，
故答案為：A；р₂＞р₁；
Ⅱ． （3）①設(shè)平衡時有x molN₂轉(zhuǎn)化，
                     N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始物質(zhì)的量：1mol     3mol             0
變化的物質(zhì)的量：x       3x                2x
平衡物質(zhì)的量：1-x      3-3x               2x
列式可得：（1-x）+（3-3x）+2x=2.8，
解得x=0.6mol，α₁ =$\frac{3×0.6}{3}$×100%=60%，
故答案為：60%；
②平衡時各物質(zhì)的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，所以P（N₂）=$\frac{（1-0.6）mol}{2.8mol}$×8MPa=$\frac{8}{7}$MPa，
P（H₂）=$\frac{3×（1-0.6）mol}{2.8mol}$×8MPa=$\frac{24}{7}$MPa，P（NH₃）=$\frac{（2×0.6）mol}{2.8mol}$×8MPa=$\frac{24}{7}$MPa，
化學(xué)平衡常數(shù)Kp=$\frac{{P}^{2}（N{H}_{3}）}{P（{N}_{2}）•{P}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{24}{7}）^{2}}{\frac{8}{7}×（\frac{24}{7}）^{3}}$≈0.26，
故答案為：0.26．

點評 本題考查了化學(xué)平衡計算、影響化學(xué)平衡的因素等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生分析判斷及計算能力，注意三段式在化學(xué)平衡計算中的靈活應(yīng)用，難點是用平衡分壓代替平衡濃度計算．