Question

18．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
（1）在固定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	4.1×106	K1	K2

①試判斷K₁＞ K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）．
②如果合成氨反應(yīng)的方程式寫為$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）?NH₃（g），其平衡常數(shù)為K′，則K′與K的關(guān)系為D（填字母）
A．K′=K   B．K′=2K   C．K′=$\frac{1}{2}$K  D．K′=$\sqrt{K}$
（2）下列各項(xiàng)能說明合成氨反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是c（填字母）（反應(yīng)是在固定體積的密閉容器中進(jìn)行的）
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2    b．v（N₂）_（正）=3v（H₂）_（逆）
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                        d．混合氣體的密度保持不變
（3）合成氨工業(yè)中，原料氣（N₂、H₂及少量CO、NH₃的混合氣）在進(jìn)入合成塔前常用Cu（NH₃）₂Ac溶液來吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)是：Cu（NH₃）₂Ac+CO+NH₃?[Cu（NH₃）₃]Ac•CO△H＜0，生產(chǎn)中必須除去原料氣中CO的原因是防止合成塔中的催化劑中毒；Cu（NH₃）₂Ac溶液吸收原料氣中的CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是低溫、高壓．

Answer 1

分析 （1）①正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減��；
②如果合成氨反應(yīng)的方程式寫為$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）?NH₃（g），相同溫度下其平衡常數(shù)為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數(shù)平方根；
（2）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、含量不變，由此衍生的其它一些物理量不變，注意判斷平衡狀態(tài)的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行而變化，該物理量由變化到不變化，說明反應(yīng)到達(dá)平衡；
（3）CO可以使合成塔中催化劑中毒，需要除去；
吸收CO的正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，在低溫、高壓下有利于CO的吸收．

解答 解：（1）①因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)隨著溫度的升高，平衡逆向移動(dòng)，故K₁＞K₂，
故答案為：＞；
②$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）?NH₃（g）的平衡常數(shù)K′=$\frac{c（N{H}_{3}）}{{c}^{\frac{1}{2}}（{N}_{2}）{×c}^{\frac{3}{2}}（{H}_{2}）}$，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，故K′=$\sqrt{K}$，
故選：D；
（2）a．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計(jì)量數(shù)之比，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，與物質(zhì)的起始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故a錯(cuò)誤；
b．不同物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，則氣體的物質(zhì)的量不變，該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故c正確；
d．如果是在密閉容器中反應(yīng)，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故d錯(cuò)誤；
故選：c；
（3）生產(chǎn)中必須除去原料氣中CO的原因是：防止合成塔中的催化劑中毒，
吸收CO的正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，在低溫、高壓下有利于CO的吸收．
故答案為：防止合成塔中的催化劑中毒；低溫、高壓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡產(chǎn)生及其影響因素、平衡狀態(tài)判斷、平衡原理的應(yīng)用等，側(cè)重對(duì)學(xué)生分析與應(yīng)用能力的考查，注意平衡常數(shù)及其單位與化學(xué)計(jì)算量有關(guān)，題目難度中等．