Question

合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義． 合成塔中發(fā)生反應(yīng)為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應(yīng)為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0
①t℃時，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣．反應(yīng)建立平衡后，體系中c（H₂）=0.12mol?L^-1．該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
②保持溫度不變，向上述平衡體系中再加入0.1mol CO，當(dāng)反應(yīng)重新建立平衡時，水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率
α（H₂O）

 

．
（2）下表為不同溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)．由表可推知T₁

 

573K（填“＞”、“＜”或“=”）．

T/K	T1	573	T2
K	1.00×107	2.45×105	1.88×103

（3）673K，30MPa下n（NH₃） 和n（H₂） 隨時間變化的關(guān)系如下圖所示依據(jù)上圖，下列有關(guān)敘述正確的是（填寫序號）

 

．
A．c點表示n（NH₃）和n （H₂）相等
B．c點表示NH₃生成速率與NH₃分解速率相同
C．e點和d點時反應(yīng)的平衡常數(shù)相同
D．c點時正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
（4）用NO₂溶于水制硝酸：3NO₂+H₂O?2HNO₃+NO．從生產(chǎn)流程看，吸收塔中需要補充空氣，其原因用化學(xué)平衡移動的理論進行解釋是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①利用三段式計算出平衡時各物質(zhì)的量的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計算．
②保持溫度不變，平衡常數(shù)不變．向上述平衡體系中再加入0.1mol CO，可以等效為開始加入0.3molCO，0.3molH₂O，
令參加反應(yīng)的水的物質(zhì)的量為xmol，利用三段式用x表示出各物質(zhì)的濃度變化量、平衡時各物質(zhì)的平衡濃度，代入平衡常數(shù)計算x值，再利用轉(zhuǎn)化率定義計算．
（2）合成氨正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆反應(yīng)進行，平衡常數(shù)減小，即溫度越高平衡常數(shù)越�。�
（3）A．由圖可知c點n（NH₃）和n （H₂）相等．
B．由圖可知c點后氨氣物質(zhì)的量增大，氫氣的物質(zhì)的量減小，c點未處于平衡狀態(tài)，平衡向正反應(yīng)進行．
C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同，平衡常數(shù)相同．
D．由圖可知c點后氨氣物質(zhì)的量增大，氫氣的物質(zhì)的量減小，c點未處于平衡狀態(tài)，平衡向正反應(yīng)進行．
（4）充入空氣，NO轉(zhuǎn)化為NO₂，降低NO的濃度，增大NO₂的濃度，平衡向正反應(yīng)移動，有利于提高原料利用率．

解答： 解：（1）①對于可逆反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）
起始物質(zhì)的量濃度（mol/L）  0.2     0.3                0       0   
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度（mol/L）  0.12    0.12              0.12     0.12
平衡物質(zhì)的量濃度（mol/L）  0.08    0.18              0.12     0.12   
所以該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

0.12×0.12

0.08×0.18

=1．
故答案為：1．
②保持溫度不變，平衡常數(shù)不變，向上述平衡體系中再加入0.1mol CO，可以等效為開始加入0.3molCO，0.3molH₂O，
對于可逆反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）
起始物質(zhì)的量濃度（mol/L）  0.3     0.3                0       0   
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度（mol/L）  x        x                  x      x
平衡物質(zhì)的量濃度（mol/L）  0.3-x   0.3-x               x      x  
所以

x?x

(0.3-x)?(0.3-x)

=1，解得x=1.5
所以當(dāng)反應(yīng)重新建立平衡時，水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率α（H₂O）=

1.5mol

0.3mol

×100%=50%．
故答案為：50%
（2）合成氨正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆反應(yīng)進行，平衡常數(shù)減小，即溫度越高平衡常數(shù)越小．由表中數(shù)據(jù)可知
T₁ 時平衡常數(shù)大于573K時平衡常數(shù)，故T₁＜573K．
故答案為：＜．
（3）A．由圖可知c點n（NH₃）和n （H₂）相等，故A正確；
B．由圖可知c點后氨氣物質(zhì)的量增大，氫氣的物質(zhì)的量減小，c點未處于平衡狀態(tài)，平衡向正反應(yīng)進行，c點表示NH₃生成速率大于NH₃分解速率，故B錯誤；
C．溫度相同，平衡常數(shù)相同，e點和d點時反應(yīng)的平衡常數(shù)相同，故C正確；
D．由圖可知c點后氨氣物質(zhì)的量增大，氫氣的物質(zhì)的量減小，c點未處于平衡狀態(tài)，平衡向正反應(yīng)進行，c點時正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故D正確．
故選：ACD．
（4）充入空氣，NO轉(zhuǎn)化為NO₂，降低NO的濃度，增大NO₂的濃度，平衡向正反應(yīng)移動，有利于提高原料利用率．
故答案為：充入空氣，NO轉(zhuǎn)化為NO₂，降低NO的濃度，增大NO₂的濃度，平衡向正反應(yīng)移動，有利于提高原料利用率．

點評：考查平衡常數(shù)的計算運用及影響因素、平衡移動等，難度中等，注意平衡常數(shù)的計算及三段式解題法的運用．