题目内容

12．氨气易液化，便于储运，可利用NH3作储氢材料
①已知：2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）△H=+92.4kJ•mol-1．氨气自发分解的反应条件是高温（填“低温”或“高温”）．
②合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是bd（填字母）．
a．用铁触媒加快化学反应速率     b．采用较高的压强
c．采用较高的温度               d．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
③在一定温度下，将1.5molN2 气体和3.5molH2 气体通入到体积为1升的密闭容器中．当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80%，则合成氨反应的平衡常数为0.125（mol/L）-2．

分析 ①氨气分解为熵增的反应，根据△G=△H-T△S＜0，反应可以自发进行；
②勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，使用勒夏特列原理时，该反应必须是可逆反应，否则勒夏特列原理不适用；
③根据压强之比等于物质的量之比计算出平衡后，混合气体的物质的量，利用差量法计算参加反应的氮气的物质的量，平衡常数指生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值．

解答 解：①△G=△H-T△S＜0，反应可以自发进行，氨气分解为熵增的反应，且△H为增大反应，故反应在高温下可以自发进行，
故答案为：高温；
②a、用铁触媒加快化学反应速率，是利用铁触媒做催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，不改变化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，故不符合；
b、反应是气体体积减小的反应，加压平衡正向进行符合化学平衡移动原理，可以用勒夏特列原理解释，故符合；
c、合成氨反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正方向移动，但升温却可提高反应速率，催化剂活性大，与勒沙特列原理不符，故不符合；
d、将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，减少生成物浓度，平衡正向进行，可以用勒夏特列原理解释，故符合；
故选：bd；
③反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80%，所以平衡时混合气体的物质的量为（1.5mol+3.5mol）×80%=4mol，设参加反应的氮气的物质的量是x，
 对于反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
初始浓度：1.5       3.5        0
变化浓度：x         3x        2x
平衡浓度：1.5-x      3.5-3x    2x
所以1.5-x+3.5-3x+2x=4，解得x=0.5mol，反应平衡常数k=$\frac{{1}^{2}}{1×{2}^{3}}$=0.125（mol/L）-2．
故答案为：0.125（mol/L）-2．

点评 本题考查反应自发性判断、化学反应速率及化学平衡影响因素，侧重考查学生的分析能力、对知识的应用能力，难度中等．

练习册系列答案
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