Question

20．合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）在某温度下达列平衡时，各物质的浓度是c（N₂）=3mol•L^-1 ，c（H₂）=9mol•L^-1，c（NH₃）=4mol•L^-1，则：
（1）该温度时的平衡常数为$\frac{16}{2187}$；起始浓度c（N₂）=5mol•L^-1．
（2）H₂的转化率为40%．
（3）平衡后要提高H₂的转化率，可以采取的合理措施有ce（填字母代号）．
a．高温高压b．加入催化剂c．增加N₂的浓度
d．增加H₂的浓度e．分离出NH₃．

Answer 1

分析 （1）平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；根据氨气的浓度计算氮气浓度变化量，起始浓度=平衡浓度+浓度变化量；
（2）转化率=$\frac{浓度变化量}{起始浓度}$×100%；
（3）平衡后要提高H₂的转化率，用改变条件使平衡正向移动，但不能只增大氢气浓度，结合平衡移动原理分析．

解答 解：（1）平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{{4}^{2}}{3×{9}^{3}}$=$\frac{16}{2187}$，△c（N₂）=$\frac{1}{2}$△c（NH₃）=$\frac{1}{2}$×4mol•L^-1=2mol•L^-1，则起始浓度c（N₂）=3mol•L^-1+2mol•L^-1=5mol•L^-1，
故答案为：$\frac{16}{2187}$；5mol•L^-1；
（2）由方程式可知，△c（H₂）=$\frac{3}{2}$△c（NH₃）=$\frac{3}{2}$×4mol•L^-1=6mol•L^-1，氢气转化率=$\frac{6mol/L}{9mol/L+6mol/L}$×100%=40%，
故答案为：40%；
（3）a．合成氨是放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于氨气生成，氢气转化率减小，故a错误；
b．加入催化剂，加快反应速率，不影响平衡移动，氢气转化率不变，故b错误；
c．增加N₂的浓度，平衡正向移动，氢气转化率增大，故c正确；
d．增加H₂的浓度，虽然平衡正向移动，但氢气转化率减小，故d错误；
e．分离出NH₃，平衡正向移动，氢气转化率增大，故e正确，
故选：ce．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡常数等，比较基础，旨在考查学生对基础知识的掌握．