Question

5．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．其原理為：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol    據(jù)此回答以下問題：
（1）合成氨工業(yè)采取的下列措施中，不能用勒沙特列原理解釋的是②③（填序號）．
①20Mpa～50Mpa   ②500℃的高溫    ③鐵觸媒作催化劑   ④將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，未反應的N₂、H₂循環(huán)到合成塔中．
（2）一定條件下NH₃的平衡體積分數(shù)隨n（N₂）變化如圖所示
（T-溫度）．則T₂＜T₁（填＞、=、＜），判斷的依據(jù)是：合成氨反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NH₃的體積分數(shù)下降，所以T₁＞T₂
（3）寫出該反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g） 的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．

Answer 1

分析 （1）勒沙特列原理是如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動，勒沙特列原理適用的對象應存在可逆過程，如與可逆過程無關(guān)，與平衡移動無關(guān)，則不能用勒沙特列原理解釋；
（2）對于放熱反應，升高溫度，化學平衡向著吸熱方向即逆反應方向進行；
（3）依據(jù)平衡常數(shù)概念寫出，用生成物濃度的冪次方乘積除以反應物濃度的冪次方乘積．

解答 解：（1）①高于常壓，增大壓強，化學平衡會正向移動，有利于氨氣的合成，能用勒沙特列原理解釋，故錯誤；
②500℃的高溫，不有利于氨氣的合成，但是可以提高催化劑的催化活性，不能用勒沙特列原理解釋，故正確；
③鐵觸媒作催化劑，不會引起化學平衡的移動，不能用勒沙特列原理解釋，故正確；
④將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，未反應的N₂、H₂循環(huán)到合成塔中，都會使得化學平衡正向移動，有利于氨的合成，能用勒沙特列原理解釋，故錯誤；
故選②③；
（2）合成氨反應是放熱反應，隨著反應進行，體系溫度逐漸升高，所以化學平衡會逆向移動，導致NH₃的體積分數(shù)下降，即溫度越高，NH₃的體積分數(shù)越小，所以T₂＜T₁，故答案為：＜；合成氨反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NH₃的體積分數(shù)下降，所以T₁＞T₂；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應平衡常數(shù)的表達式 K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．

點評 本題考查較綜合，涉及影響平衡的因素、化學平衡圖象等，注重高考常考查點的考查，注意圖象的分析，題目難度中等．