Question

．(21分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：

N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)   △H= -92.4KJ/mol   ，据此回答以下问题：

（1）下列有关该反应速率的叙述，正确的是（选填序号）          。

a．升高温度可以增大活化分子百分数，加快反应速率

b．增大压强不能增大活化分子百分数，所以不可以加快反应速率

c．使用催化剂可以使反应的活化能降低，加快反应速率

d．活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞

e．降低温度， V_正、V_逆均减小且V_正减小的倍数小于V_逆减小的倍数。

f．在质量一定的情况下，催化剂颗粒的表面积大小，对反应速率有显著影响

（2）①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________________。

②根据温度对化学平衡影响规律知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越_____ 。

（3）某温度下，若把10 mol N₂与30 mol H₂ 置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%，则该温度下反应的K=___________（可用分数表示）。能说明该反应达到化学平衡状态的是                （填字母）。

a．容器内的密度保持不变              

b．容器内压强保持不变    

c．υ_正（N₂）＝2υ_逆（NH₃）            

d．混合气体中 c（NH₃）不变

e.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

（4）对于合成氨反应而言，下列有关图象一定正确的是（选填序号）_____________。

（5）相同温度下，有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B，两容器中均充入1mol N₂和3 molH₂，此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态，A中NH₃的体积分数为a，放出热量Q₁ kJ；B中NH₃的体积分数为b，放出热量Q₂ kJ。则：a_____b(填>、=、<)， Q₁_____ Q₂(填>、=、<)， Q₁_____92.4(填>、=、<)。

 

Answer 1

【答案】

（1）a、c、f、e、   （4分）

（2）①  （2分）  ②小    (2分)

（3） （2分）   ；b、d 、e（全对3分，选对1个给1分，错选0分）

（4）ac     ………（2分）（5） a<b    Q₁<Q₂      Q₁< 92.4  （各2分）

【解析】（1）增大压强能增大单位体积内活化分子百分数，所以能增大反应速率，b不正确。活化分子间所发生的碰撞不一定都是有效碰撞，把能够发生化学变化的碰撞称为有些碰撞，d不正确，其余都是正确的，答案选acef。

（2）①平衡常数是在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度幂之积的比值，所以表达式为。

②正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。

（3）           N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)

起始量（mol）   10     30           0

转化量（mol）    x     3x           2x

平衡量（mol）  10－x   30－3x       2x

所以有

解得x＝

所以平衡常数为

在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以D正确。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，a不正确。反应是体积减小的，所以压强也是减小的，b正确。C中反应速率的方向相反，但不满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以d可以说明。答案选bde。

当反应平衡时，物质的浓度不一定是相等的，b不正确。催化剂不能改变平衡状态，所以c正确，温度越高，压强越大，达到平衡的时间就越少，a正确，答案选ac。

（5）因为反应是体积减小的，所以压强也是减小，即B中压强高于A中的 ，所以B中反应物的转化率高，放出的热量也多，氨气的含量也高。但反应是可逆反应，所以转化率得不到100％，因此不可能92.4kJ热量。