题目内容
【题目】氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)。
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是___________;N2和H2的转化率比是_____________。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量____________,密度_____________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将_____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
【答案】 1∶3 1∶1 变小 不变 逆向 向左移动 小于
【解析】试题分析:在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,正反应为放热反应。
(1)因为原始投料时N2和H2的物质的量之比为1:3,在反应过程中,两者的变化量之比也是1:3,所以当反应达到平衡时,N2和H2的物质的量之比必然还是1:3,所以其浓度比是1:3;转化率等于变化量占起始量的百分数,原始投料时N2和H2的物质的量之比为1:3,两者的变化量之比也是1:3,所以N2和H2的转化率之比是1:1。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),化学平衡将向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,混合气体的总物质的量增大,而质量守恒,所以混合气体的平均相对分子质量变小。因为质量守恒、体积不变,所以密度不变。
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,则容器的体积必须增大,反应混合物中各组分的浓度都要减小,这相当于减压,化学平衡将气体体积增大的方向移动,即逆向)移动。
(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将向吸热反应方向移动,即向左移动。达到新平衡后,容器内温度小于原来的2倍。