Question

18．Ⅰ．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．

反应	大气固氮N2（g）+O2（g）?2NO（g）		工业固氮N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.8×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
②分析数据可知；人类不适合大规模模拟大气固氮的原因K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产．
（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，如图所示的图示中，正确的是A（填“A”或“B”）；比较p₁、p₂的大小关系：p₂＞p_l．

Ⅱ． 目前工业合成氨的原理是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
（3）在一定温度下，将1mol N₂和3mol H₂混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol．
①达平衡时，H₂的转化率α₁=60%．
②已知平衡时，容器压强为8MPa，则平衡常数Kp=0.26 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）①温度越高，K越大，说明升高温度，平衡正移；
②K值很小，转化率很小；
（2）合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率减小；增大压强平衡正向移动，转化率增大；
Ⅱ．（3）①设平衡时有x molN₂转化，计算出转化的氮气的物质的量，再计算出氮气的转化率；
②利用压强之比等于物质的量之比计算平衡时总压强，再计算各组分分压，化学平衡常数Kp=$\frac{{P}^{2}（N{H}_{3}）}{P（{N}_{2}）•{P}^{3}（{H}_{2}）}$．

解答 解：Ⅰ．（1）①由表格数据可知，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，2000℃时，K=0.1，K值很小，则转化率很小，不适合大规模生产，所以人类不适合大规模模拟大气固氮，
故答案为：K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产；
（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，р₂的转化率大，则р₂大，р₂＞р₁，
故答案为：A；р₂＞р₁；
Ⅱ． （3）①设平衡时有x molN₂转化，
                     N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始物质的量：1mol     3mol             0
变化的物质的量：x       3x                2x
平衡物质的量：1-x      3-3x               2x
列式可得：（1-x）+（3-3x）+2x=2.8，
解得x=0.6mol，α₁ =$\frac{3×0.6}{3}$×100%=60%，
故答案为：60%；
②平衡时各物质的压强之比等于其物质的量之比，所以P（N₂）=$\frac{（1-0.6）mol}{2.8mol}$×8MPa=$\frac{8}{7}$MPa，
P（H₂）=$\frac{3×（1-0.6）mol}{2.8mol}$×8MPa=$\frac{24}{7}$MPa，P（NH₃）=$\frac{（2×0.6）mol}{2.8mol}$×8MPa=$\frac{24}{7}$MPa，
化学平衡常数Kp=$\frac{{P}^{2}（N{H}_{3}）}{P（{N}_{2}）•{P}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{24}{7}）^{2}}{\frac{8}{7}×（\frac{24}{7}）^{3}}$≈0.26，
故答案为：0.26．

点评 本题考查了化学平衡计算、影响化学平衡的因素等，题目难度中等，侧重于考查学生分析判断及计算能力，注意三段式在化学平衡计算中的灵活应用，难点是用平衡分压代替平衡浓度计算．