Question

【題目】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) ΔH＝－92.4 kJ/mol，據(jù)此回答以下問題：

(1)①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K＝______________。

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________。

(2)某溫度下，若把10 mol N2與30 mol H2置于體積為10 L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，測得混合氣體中氨的體積分數(shù)為20%，則該溫度下反應(yīng)的K＝________(可用分數(shù)表示)。

(3)對于合成氨反應(yīng)而言，下列有關(guān)圖像一定正確的是(選填序號)________。

(4)相同溫度下，有恒容密閉容器A和恒壓密閉容器B，兩容器中均充入1 mol N2和3 mol H2，此時兩容器的體積相等。在一定條件下反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A中NH3的體積分數(shù)為a，放出熱量Q1 kJ；B中NH3的體積分數(shù)為b，放出熱量Q2 kJ。則：a________b(填“>”、“＝”或“<”，下同)，Q1________Q2，Q1________92.4。

Answer 1

【答案】 小 a、c < < <

【解析】

（1）①依據(jù)平衡常數(shù)概念和化學(xué)方程式書寫平衡常數(shù)表達式，用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積；
②反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度后平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到；

（3）a．先出現(xiàn)拐點的先達到平衡，則T2大，溫度高，平衡逆向移動；
b．平衡時濃度不一定相等；
c．使用催化劑加快反應(yīng)速率，對平衡無影響；

（4）恒壓狀態(tài)體積增大濃度減小，根據(jù)勒夏特列原理作答。

(1)①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為：K=，

故答案為：；

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：��；

(2)設(shè)氮氣消耗物質(zhì)的量為x

，

平衡混合氣體中氨的體積分數(shù)為20%，則有

解得：x=，所以平衡常數(shù)

故答案為：；

(3)a.先出現(xiàn)拐點的先達到平衡，則T2大，溫度高，平衡逆向移動，與圖象一致，a項正確；

b.平衡時濃度不一定相等，平衡濃度取決起始濃度和轉(zhuǎn)化率，圖象表示錯誤，b項錯誤；

c.使用催化劑加快反應(yīng)速率，對平衡無影響，平衡時物質(zhì)的濃度不變，與圖象一致，c項正確；

故答案為：a、c；

（4）在恒壓的情況下進行反應(yīng)，達到虛線部位，然后恢復(fù)到原位置，體積增大濃度減小，根據(jù)勒夏特列原理平衡向逆反應(yīng)方向進行，故a<b，Q1<Q2，合成氨是可逆反應(yīng)，故Q1<92.4,

故答案為：<；<；<。