Question

11．已知合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol．
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下

T/K	473	573	673	…
K	4.4×10-2	K1	K2	…

其中K₁＞ K₂ （填“＞”“＜”或“=”）
（2）合成氨在農(nóng)業(yè)和國(guó)防中有很重要的意義，在實(shí)際生產(chǎn)中，常采用下列措施，其中可以用勒夏特列原理解釋的是BD
A．用鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率      
B．采用較高壓強(qiáng)（20MPa～50MPa ）
C．采用較高溫度 （400℃～500℃） 
D．將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來(lái)
（3）在某一溫度下，向體積不變的容器中加入2molN₂、8molH₂及固體催化劑，平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始的80%，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N₂的轉(zhuǎn)化率是50%，此時(shí)反應(yīng)放出的熱量=92.2kJ（填“＞”“＜”或“=”）
（4）在某段時(shí)間t₀～t₆中反應(yīng)速率與時(shí)間的曲線圖如下，則氨百分含量最高的時(shí)間段A
A．t₀～t₁  B．t₂～t₃  C．t₃～t₄   D．t₅～t₆
（5）t₁時(shí)刻改變的條件是，升高溫度；t₃時(shí)刻改變的條件是：加入催化劑；t₄時(shí)刻改變的條件是減小壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）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(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小；
（2）勒夏特列原理為：如果改變影響平衡的條件之一，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，使用勒夏特列原理時(shí)，該反應(yīng)必須是可逆反應(yīng)，否則勒夏特列原理不適用；
（3）溫度、體積不變時(shí)，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比，平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始的80%，則平衡使混合氣體物質(zhì)的量=（2+8）mol×80%=8mol，氣體物質(zhì)的量減少（2+8）mol×（1-80%）=2mol，根據(jù)方程式知，參加反應(yīng)的氮?dú)馕镔|(zhì)的量=$\frac{1}{2}×2mol$=1mol，據(jù)此計(jì)算其轉(zhuǎn)化率；
1mol氮?dú)鈪⒓臃磻?yīng)，放出的熱量為92.2kJ；
（4）根據(jù)正逆反應(yīng)速率相對(duì)大小判斷反應(yīng)方向，從而確定氨氣百分含量；
（5）t₁時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都增大，且和原來(lái)平衡點(diǎn)不接觸，改變的條件可能是升高溫度或增大壓強(qiáng)，但逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，只能升高溫度；
t₃時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都增大且相等，改變的條件只能是使用催化劑；
t₄時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都減小，且和原來(lái)平衡點(diǎn)不接觸，可能是減小壓強(qiáng)或降低溫度，改變的條件時(shí)平衡逆向移動(dòng)，只能是減小壓強(qiáng)．

解答 解：（1）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(dòng)，生成物濃度降低、反應(yīng)物濃度增大，所以化學(xué)平衡常數(shù)減小，則K₁＞K₂，故答案為：＞；
（2）A．用鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率，是利用鐵觸媒做催化劑降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，不能用勒夏特列原理解釋，故錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，加壓平衡正向進(jìn)行符合化學(xué)平衡移動(dòng)原理，可以用勒夏特列原理解釋，故正確；
C．合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度不利用平衡向正方向移動(dòng)，但升溫卻可提高反應(yīng)速率，催化劑活性大，與勒沙特列原理不符，故錯(cuò)誤；
D．將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來(lái)，減少生成物濃度，平衡正向進(jìn)行，可以用勒夏特列原理解釋，故正確；
故選BD；
（3）溫度、體積不變時(shí)，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比，平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始的80%，則平衡使混合氣體物質(zhì)的量=（2+8）mol×80%=8mol，氣體物質(zhì)的量減少（2+8）mol×（1-80%）=2mol，根據(jù)方程式知，參加反應(yīng)的氮?dú)馕镔|(zhì)的量=$\frac{1}{2}×2mol$=1mol，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率=$\frac{1mol}{2mol}×100%$=50%；
根據(jù)方程式知，1mol氮?dú)鈪⒓臃磻?yīng)，放出的熱量為92.2kJ，該反應(yīng)中有1mol氮?dú)鈪⒓臃磻?yīng)，所以放出的熱量為92.2kJ，
故答案為：50%；=；
（4）t₀～t₁時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡不移動(dòng)；
t₁～t₂時(shí)，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)； 
t₂～t₃時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡不移動(dòng)；
t₃～t₄時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡不移動(dòng)；
t₅～t₆時(shí)，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動(dòng)，
所以氨氣含量最大的是t₀～t₁時(shí)，
故選A；
（5）t₁時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都增大，且和原來(lái)平衡點(diǎn)不接觸，改變的條件可能是升高溫度或增大壓強(qiáng)，但逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動(dòng)，所以只能升高溫度；
t₃時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都增大且相等，平衡不移動(dòng)，則改變的條件只能是使用催化劑；
t₄時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都減小，且和原來(lái)平衡點(diǎn)不接觸，可能是減小壓強(qiáng)或降低溫度，改變的條件時(shí)平衡逆向移動(dòng)，只能是減小壓強(qiáng)，
故答案為：升高溫度；加入催化劑；減小壓強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡移動(dòng)原理等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查分析計(jì)算判斷能力，難點(diǎn)是根據(jù)反應(yīng)速率相對(duì)大小判斷改變條件及平衡移動(dòng)方向，題目難度中等．