Question

12．合成氨工業(yè)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、國防工業(yè)中，有著重要的地位
已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
（1）下列有關(guān)該反應(yīng)速率的敘述，正確的是（選填序號）ad．
a．升高溫度可以增大活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率
b．增大壓強不能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，但可以加快反應(yīng)速率
c．使用催化劑可以使反應(yīng)物分子平均能量升高，加快反應(yīng)速率
d．在質(zhì)量一定的情況下，催化劑顆粒的表面積大小，對反應(yīng)速率有顯著影響
（2）①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$．
②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知，對于該反應(yīng)，溫度越高，其平衡常數(shù)的值越�。�
（3）某溫度下，若把10mol N₂與30mol H₂ 置于體積為10L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，測得平衡混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%，則該溫度下反應(yīng)的K=$\frac{1}{12}$（可用分?jǐn)?shù)表示）．
（4）對于合成氨反應(yīng)而言，如圖有關(guān)圖象一定正確的是（選填序號）ac．

Answer 1

分析 （1）a．升高溫度可以增大活化分子百分?jǐn)?shù)，導(dǎo)致加快反應(yīng)速率；
b．增大壓強不能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，但增大單位體積內(nèi)活化分子個數(shù)，所以可以加快反應(yīng)速率；
c．使用催化劑可以降低活化能，加快反應(yīng)速率；
d．反應(yīng)物接觸面積越大，其反應(yīng)速率越快；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$；
②該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減��；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始 1      3        0
轉(zhuǎn)化 x      3x       2x
平衡1-x     3-3x     2x
平衡混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%，$\frac{2x}{1-x+3-3x+2x}$×100%=20%，
解得x=$\frac{1}{3}$，根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$進行計算；
（4）a．升高溫度，平衡逆向移動，則氨氣的體積分?jǐn)?shù)減��；
b．反應(yīng)到達平衡時，各物質(zhì)濃度變化量之比等于其計量數(shù)之比；
c．使用催化劑加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，但不影響平衡移動．

解答 解：（1）a．升高溫度可以增大活化分子百分?jǐn)?shù)，有效碰撞的次數(shù)增加，則加快反應(yīng)速率，故a正確；
b．增大壓強，可增大單位體積活化分子數(shù)目，則加快反應(yīng)速率，故b錯誤；
c．使用催化劑，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，但反應(yīng)物分子平均能量不變，故c錯誤；
d．增大固體表面積，可增大反應(yīng)速率，故d正確，
故答案為：ad；
（2）①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，則K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$，故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$；
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，則平衡常數(shù)K減小，溫度越高，K越小，故答案為：��；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始 1       3        0
轉(zhuǎn)化 x       3x      2x
平衡1-x     3-3x     2x
平衡混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%，$\frac{2x}{1-x+3-3x+2x}$×100%=20%，
解得x=$\frac{1}{3}$，K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）．c（{N}_{2}）}$=$\frac{（\frac{2}{3}）^{2}}{\frac{2}{3}×{2}^{3}}$=$\frac{1}{12}$，
故答案為：$\frac{1}{12}$；
（4）a．升高溫度，平衡逆向移動，則氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小，但反應(yīng)到達平衡的時間縮短，故正確；
b．反應(yīng)到達平衡時，各物質(zhì)濃度變化量之比等于其計量數(shù)之比，氫氣與氨氣濃度變化量之比為3：2，故錯誤；
c．使用催化劑加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，但不影響平衡移動，符合題意，故正確；
故選ac．

點評 本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡及常數(shù)的有關(guān)計算、平衡及反應(yīng)速率影響因素等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計算能力，這些都是高頻考點，注意催化劑只影響反應(yīng)速率不影響平衡移動，題目難度中等．