Question

【题目】氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。

(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

①分析数据可知：大气固氮反应属于 _______（填“吸热”或“放热”）反应。

②从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因 _____________________________________________。

③在一定的温度下，把2体积N2和6体积H2分别通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＜0。反应达到平衡后，测得混合气体为7体积。达到平衡时N2的转化率_______________________。

（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是_______（填“A”或“B”）；比较p1、p2的大小关系： p1_______________p2(填“>”或“<”)。

Answer 1

【答案】 吸热 从反应速率角度考虑，高温更好，从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适 25% A <

【解析】（1）①由表格数据可知，大气固氮温度越高，K越大，说明升高温度，平衡正移，则正反应方向为吸热反应，

故答案为：吸热；

②由表格数据可知，合成氨反应温度越高，K越小，说明合成氨反应为放热反应，温度高转化率会降低，所以从平衡的视角来看，工业固氮应该选择常温条件；但是常温下，合成氨反应速率小，效率低，而且在500℃左右催化剂活性最高，所以从催化剂活性、化学反应速率等综合因素考虑选择500℃左右合适。

故答案为：从反应速率角度考虑，高温更好，从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适。

③恒温恒压下，气体体积之比等于物质的量之比。平衡之后，气体由8体积变为7体积，则体积变化量为1。

根据方程式可知： N2（g）+3H2（g）2NH3（g）~△v

1 2

0.5 1

所以，氮气反应了0.5体积，转化率为：

故答案为：25%

（2）合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率减小，所以图A正确，B错误；该反应正方向为体积减小的方向，增大压强平衡正向移动，转化率增大，p2的转化率大，则p2大，p2＞p1。

故答案为：A；p2＞p1；