Question

（共14分）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，合成氨工業(yè)在國民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問題，請回答：

（1）若在一容積為2L的密閉容器中加入0.2 molN2；的和0.6 molH2的，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)： ，若在5分鐘時反應(yīng)達到平衡，此時測得NH3 的物質(zhì)的量為0.2 mol。則前5分鐘的平均反應(yīng)速率v( N2)=____。

（2）平衡后，若要提高H2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有______。

A．加了催化劑 B．增大容器體積

C．降低反應(yīng)體系的溫度 D．加入一定量氮氣

（3）若在0.5 L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行如下反應(yīng)：

，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表所示：

請完成下列問題：

①試比較 、 的大小， ____ (填“<”、“>”或“=”)：

②下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是____（填序號字母）

A．容器內(nèi) N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1：3：2

B．

C．容器內(nèi)壓強保持不變

D．混合氣體的密度保持不變

③400℃時，反應(yīng) 的化學(xué)平衡常數(shù)為____。當(dāng)測得NH3、N2和H2 物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol和1 mol時，則該反應(yīng)的 （填“<”、“>”或“=”)。

（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論，聯(lián)系合成氨的生產(chǎn)實際，你認(rèn)為下列說法不正確的是____。

A．化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品

B．勒夏特列原理可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品

C．催化劑的使用是提高產(chǎn)品產(chǎn)率的有效方法

D．正確利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度理論都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益

Answer 1

（1）0.01mol·L-1·min-1 （2）C、D

（3）①＞② BC ③ 2 ＞ （4） C

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，在5分鐘時，生成NH3 的物質(zhì)的量為0.2 mol，則氮氣反應(yīng)掉0.1mol，則前5分鐘的平均反應(yīng)速率v( N2)=0.1mol/(5min·2L)= 0.01mol·L-1·min-1 ；

（2） A．加入催化劑，不影響平衡，氫氣轉(zhuǎn)化率不變，錯誤；B．增大容器體積，平衡逆向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，錯誤；C．降低反應(yīng)體系的溫度，平衡正向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，正確；D．加入一定量氮氣，加入氮氣，平衡正向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，正確；選CD。

（3）①因工業(yè)合成氨是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向左移動，反應(yīng)程度減小，K1＞K2；

②A.容器中N2、H2、NH3的濃度之比與反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)無關(guān)，錯誤；B.可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，v（正）=v（逆），且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，反應(yīng)平衡時，3v正(N2)＝v逆(H2)，說明反 應(yīng)達到平衡狀態(tài)，正確；C.因反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化，壓強不變，說明反應(yīng)混合物中各組分的含量不變，即反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，正確；D.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器容積不變，反應(yīng)過程中混合氣體的密度一直保持不變；不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，錯誤；選BC；

③根據(jù)可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)，在400℃時，合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝0.5，則2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為2；利用容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度可知Q=62/(4×23)=1.125＞2，平衡正向移動，v（正）＞v（逆）。

（4）催化劑不能提高轉(zhuǎn)化率，只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，選C。

考點：考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算，影響平衡的因素，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，化學(xué)平衡常數(shù)等知識。