Question

工業(yè)上合成氨的反應(yīng)原理如下：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q（Q＞0）．
在一密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡．回答下列問題：
（1）要使H₂得到充分利用，可采用的措施是

 

；
a．加入氫氣   b．升溫   c．加壓   d．加催化劑
（2）450℃時(shí)，往2L密閉容器中充入1mol N₂和2.6mol H₂，反應(yīng)過程中NH₃的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化情況如下表所示：

時(shí)間/min	5	10	15	20	25	30
c（NH3）/（mol?L-1）	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

反應(yīng)開始的5min內(nèi)，用消耗氫氣表示反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為

 

；
（3）升高溫度，v（正）

 

（填增大、減小或不變），v（逆）

 

（填增大、減小或不變），反應(yīng)混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)

 

（填增大、減小或不變）；
（4）下列敘述中，能說明該合成氨反應(yīng)已達(dá)到平衡的是

 

（填字母代號(hào)）．
A．容器內(nèi)的氣體密度保持不變
B．容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)保持不變
C．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃物質(zhì)的量濃度之比為1：3：2
D．單位時(shí)間內(nèi)消耗a mol N₂，同時(shí)生成3a mol H₂．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）在不加入氫氣的情況下平衡正向移動(dòng)，使H₂得到充分利用；
（2）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（NH₃），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）；
（3）升高溫度，正逆反應(yīng)速率都加快，平衡逆向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大；
（4）根據(jù)選項(xiàng)判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，是否達(dá)平衡狀態(tài)．

解答： 解：（1）a．加入氫氣，平衡正向移動(dòng)，但H₂利用率降低，故不選；
b．升溫，平衡逆向移動(dòng)，故不選；
c．加壓，平衡正向移動(dòng)，但H₂利用率升高，故選；
d．加催化劑，平衡不移動(dòng)，利用率不變，故不選；故選c；
（2）由表可知，5min內(nèi)，氨氣的濃度變化為0.08mol/L，故v（NH₃）=

0.08mol/L

5min

=0.016mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（H₂）=

3

2

v（NH₃）=

3

2

×0.016mol/（L?min）=0.024mol/（L?min），故答案為：0.024mol/（L?min）；
（3）升高溫度，正逆反應(yīng)速率都加快，平衡逆向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大，故答案為：增大、增大、減小；
（4）A．容器內(nèi)的氣體密度保持不變，一直不變，故不選；
B．容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)保持不變，說明正逆速度相等，故選；
C．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃物質(zhì)的量濃度之比為1：3：2，但不是不變，故不選；
D．單位時(shí)間內(nèi)消耗a mol N₂，等效于消耗3a mol H₂同時(shí)生成3a mol H₂，所以正逆速度相等，故選；
故答案為：BD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，速率、平衡常數(shù)的計(jì)算，平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)和方法，影響平衡的因素分析，蓋斯定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是極值法在化學(xué)平衡中的應(yīng)用，題目綜合性強(qiáng)，較難．