Question

20．合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）在某溫度下達列平衡時，各物質(zhì)的濃度是c（N₂）=3mol•L^-1 ，c（H₂）=9mol•L^-1，c（NH₃）=4mol•L^-1，則：
（1）該溫度時的平衡常數(shù)為$\frac{16}{2187}$；起始濃度c（N₂）=5mol•L^-1．
（2）H₂的轉(zhuǎn)化率為40%．
（3）平衡后要提高H₂的轉(zhuǎn)化率，可以采取的合理措施有ce（填字母代號）．
a．高溫高壓b．加入催化劑c．增加N₂的濃度
d．增加H₂的濃度e．分離出NH₃．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；根據(jù)氨氣的濃度計算氮氣濃度變化量，起始濃度=平衡濃度+濃度變化量；
（2）轉(zhuǎn)化率=$\frac{濃度變化量}{起始濃度}$×100%；
（3）平衡后要提高H₂的轉(zhuǎn)化率，用改變條件使平衡正向移動，但不能只增大氫氣濃度，結(jié)合平衡移動原理分析．

解答 解：（1）平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{{4}^{2}}{3×{9}^{3}}$=$\frac{16}{2187}$，△c（N₂）=$\frac{1}{2}$△c（NH₃）=$\frac{1}{2}$×4mol•L^-1=2mol•L^-1，則起始濃度c（N₂）=3mol•L^-1+2mol•L^-1=5mol•L^-1，
故答案為：$\frac{16}{2187}$；5mol•L^-1；
（2）由方程式可知，△c（H₂）=$\frac{3}{2}$△c（NH₃）=$\frac{3}{2}$×4mol•L^-1=6mol•L^-1，氫氣轉(zhuǎn)化率=$\frac{6mol/L}{9mol/L+6mol/L}$×100%=40%，
故答案為：40%；
（3）a．合成氨是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，不利于氨氣生成，氫氣轉(zhuǎn)化率減小，故a錯誤；
b．加入催化劑，加快反應速率，不影響平衡移動，氫氣轉(zhuǎn)化率不變，故b錯誤；
c．增加N₂的濃度，平衡正向移動，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，故c正確；
d．增加H₂的濃度，雖然平衡正向移動，但氫氣轉(zhuǎn)化率減小，故d錯誤；
e．分離出NH₃，平衡正向移動，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，故e正確，
故選：ce．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、化學平衡常數(shù)等，比較基礎，旨在考查學生對基礎知識的掌握．