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工業(yè)合成氨的反應為N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,在450℃時,平衡常數K=1.

(1)若升溫到500℃,達平衡時,K < 1(填“>”、“<”或“=”),工業(yè)合成氨選擇在450℃左右的溫度進行,除了考慮溫度升高使反應速率較快,還因為此溫度下 在500℃左右時催化劑的活性最大。

(2)450℃時,若向容積為1L的密閉容器中同時充入2.0molN2,xmolH2,4.0molNH3則:

①當x=3.0時.上述平衡向 正反應方向 方向移動.

②若要使上述反應開始時向正反應方向進行,則x應滿足的條件是。2.0。

(3)在450℃時,若設 x=4.0和x=6.0,其他物質的投料不變,當上述反應達到平衡時,測得氫氣的轉化率分別為α1和α2,則α1。尽ˇ2  (填“>”、“<”或“=”).


考點:

化學平衡的影響因素..

專題:

化學平衡專題.

分析:

(1)N2+3H22NH3 △H<0,該反應是氣體體積減小、放熱的可逆反應,要使平衡向正反應方向移動,應降低溫度、增大壓強,但溫度過低反應速率過小,不利于工業(yè)生成效益;溫度越高,反應速率越大,所以應適當升高溫度,使反應速率增大;使用催化劑也能增大反應速率,但在500℃左右時催化劑的活性最大,所以選擇采用500℃左右的溫度進行;

(2)①據Q與K的大小比較,判斷反應方向;

②K>Q時,平衡正向移動;

(3)據勒夏特列原理分析,增大某種反應物濃度時,其轉化率降低,另一種物質的轉化率增大.

解答:

解:(1)正反應放熱,升高溫度時,平衡逆向移動K減。籒2+3H22NH3 △H<0,該反應是氣體體積減小、放熱的可逆反應,要使平衡向正反應方向移動,應降低溫度、增大壓強,但溫度過低反應速率過小,不利于工業(yè)生成效益;溫度越高,反應速率越大,所以應適當升高溫度,使反應速率增大;使用催化劑也能增大反應速率,但在500℃左右時催化劑的活性最大,所以選擇采用500℃左右的溫度進行,故答案為:<;在500℃左右時催化劑的活性最大;

(2)Q==<K=1,平衡正向移動;

Q<K時,平衡正向移動,當Q=K時,=1,x=2.0,x>2.0時,Q<K=1,

故答案為:正反應方向;>2.0;

(3)增大氫氣的濃度時,氫氣的轉化率減小,氮氣的轉化率增大,所以α1>α2,故答案為:>.

點評:

本題考查了平衡常數的影響因素、合成氨條件選擇、濃度熵、轉化率,題目有一定難度,注意理解概念.


練習冊系列答案
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A.

上述反應是放熱反應

B.

a=b

 

C.

a>b

D.

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①已達平衡的反應C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g),當增加反應物物質的量時,平衡一定向正反應方向移動

②已達平衡的反應N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),當增大N2的濃度時,平衡向正反應方向移動,N2的轉化率一定升高

③有氣體參加的反應平衡時,若減小反應器容積時,平衡一定向氣體體積減小的方向移動

④有氣體參加的反應達平衡時,在恒壓反應器中充入稀有氣體,平衡一定不移動.

 

A.

①④

B.

①②③

C.

②③④

D.

①②③④

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