Question

氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位．傳統(tǒng)哈伯法合成氨工藝為N₂（g）+3H₂（g）

催化劑

高溫高壓

 2NH₃（g）△H＜0．若該反應(yīng)在0.5L的定容密閉容器中進(jìn)行．
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表示式為K=

 

，升高溫度，K值

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）下列關(guān)于合成氨說法正確的是

 

（填字母）．
A．使用催化劑可以提高NH₃的產(chǎn)率
B．尋找常溫下的合適催化劑是未來研究的方向
C．由于△H＜0，故合成氨反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行
D．從勒夏特列原理考慮，500℃比室溫更有利于合成氨反應(yīng)
（3）下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

（填字母）．
A．每斷裂1mol氮氮鍵同時(shí)斷裂2mol氮?dú)滏I
B．混合氣體中c（H₂）不變
C．3υ_逆（ H₂）=υ_正（N₂）
D．容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化
（4）已知400℃時(shí)該反應(yīng)的K=0.5．投入原料反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時(shí)反應(yīng)υ_逆（ N₂）

 

υ_正（N₂）（選填＜、＞、=、不能確定）
（5）在三個(gè)相同容器中各充入1molN₂和3molH₂，在不同條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線如圖．下列說法正確的是

 

．

A．圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且p₂＞p₁
B．圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且p₁＞p₂
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且T₁＞T₂
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且催化劑性能：1＞2．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,體積百分含量隨溫度、壓強(qiáng)變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式書寫平衡常數(shù)表達(dá)式，用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（2）A．使用催化劑改變反應(yīng)速率，不能改變化學(xué)平衡；
B．合適的催化劑加快反應(yīng)速率，尋找常溫下的合適催化劑是未來研究的方向；
C．由于反應(yīng)△H＜0，△S＜0，高溫下不能自發(fā)進(jìn)行；
D．從勒夏特列原理考慮，500℃比室溫更有利于合成氨反應(yīng)是因?yàn)榇藴囟认麓呋瘎┗钚宰畲螅�具有一定的反�?yīng)速率，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（3）依據(jù)平衡狀態(tài)標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變分析選項(xiàng)；
（4）依據(jù)濃度商計(jì)算和 平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
（5）A．增大壓強(qiáng)平衡右移；
B．壓強(qiáng)不同，平衡狀態(tài)不同；
C．升高溫度平衡逆向移動(dòng)；
D．催化劑不影響平衡移動(dòng)．

解答： 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）

催化劑

高溫高壓

 2NH₃（g）△H＜0，平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，
故答案為：

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

；減小；
（2）A．使用催化劑改變反應(yīng)速率，不能改變化學(xué)平衡，不能提高NH₃的產(chǎn)率，故A不符合；
B．合適的催化劑加快反應(yīng)速率，尋找常溫下的合適催化劑是未來研究的方向，故B符合；
C．由于反應(yīng)△H＜0，△S＜0，高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，故C不符合；
D．從勒夏特列原理考慮，500℃比室溫更有利于合成氨反應(yīng)是因?yàn)榇藴囟认麓呋瘎┗钚宰畲�，具有一定的反�?yīng)速率，升溫平衡逆向進(jìn)行，故D不符合；
故選B；
（3）N₂（g）+3H₂（g）

催化劑

高溫高壓

 2NH₃（g），則
A．每斷裂1mol氮氮鍵同時(shí)斷裂2mol氮?dú)滏I，不符合反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相同，應(yīng)是每斷裂1mol氮氮鍵同時(shí)斷裂6mol氮?dú)滏I符合，故A錯(cuò)誤；
B．混合氣體中c（H₂）不變是平衡標(biāo)志，故B正確；
C．化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，是正反應(yīng)速率之比，當(dāng)υ_逆（ H₂）=3υ_正（N₂）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故3υ_逆（ H₂）=υ_正（N₂）不能說明費(fèi)用達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)前后氣體體積變化，容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD；
（4）若該反應(yīng)在0.5L的定容密閉容器中進(jìn)行，一段時(shí)間后，測(cè)得N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度分別為4mol/L、2mol/L、4mol/L時(shí)，Qc=

42

4×23

=0.5，所以該狀態(tài)是平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等，故答案為：=；
（5）A．增大壓強(qiáng)平衡右移，氨氣的含量應(yīng)增大，故A錯(cuò)誤；
B．壓強(qiáng)不同，平衡狀態(tài)不同，不可能在同一平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．升高溫度平衡逆向移動(dòng)，氨氣的含量減小，故C錯(cuò)誤；
D．催化劑不影響平衡移動(dòng)，由圖象可知催化劑性能，1＞2，故D正確．
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查考查化學(xué)平衡移動(dòng)的問題，側(cè)重于化學(xué)平衡移動(dòng)的綜合考查，題目難度不大，注意把握平衡常數(shù)的意義．