Question

【题目】合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。

(1)根据图1请写出合成氨的热化学方程式______热量用、或表示。

(2)向合成塔中按物质的量之比l：4充入、进行氨的合成，图2为时平衡混合物中氨气的体积分数与压强的关系图。

①图2中氨气的体积分数为时，的转化率为______。

②图3中，则温度为时对应的曲线是______填“a”或“b”。

(3)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为，一定温度下，在体积为2L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如表：

时间
0			0	0
5
7
10

①分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？______填“是”或“否”，前5min反应的平均反应速率______。

②在相同实验条件下，若改为加入，若要求平衡后在反应混合气中质量分数不变，则还需加入的物质及其物质的量为______。

③反应在内，CO的物质的量减少的原因可能是______填字母。

减少的物质的量 降低温度 升高温度 充入

④下列方法中可以证明上述已达平衡状态的是______。

单位时间内生成的同时生成

b.容器内压强不再变化

混合气体密度不再变化

混合气体的平均相对分子质量不再变化

的质量分数不再变化

⑤已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值如表：

气化反应式	lgK
	700K	900K	1200K

则反应在900K时，该反应平衡常数的对数值______。

Answer 1

【答案】 a 是 、、 d bde

【解析】

(1)焓变等于正逆反应的活化能之差，图中生成1mol氨气放热为，合成氨的热化学方程式为；

(2)①向合成塔中按物质的量之比l：4充入、进行氨的合成，则

氨气的体积分数为时，，解得，氢气的转化率为；

②合成氨为放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，则温度越高对应氨气的体积分数越小，图中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是a；

(3)①由表中数据可知，7min时消耗甲烷0.2mol，根据方程式，消耗水0.2mol，所以=0.8mol，与5min时相同，则5min时为平衡状态；前5min反应的平均反应速率；

②恒温恒容，反应前后气体体积不等的反应，要求平衡后在反应混合气中质量分数不变，则极限转化为反应物时，起始反应物的物质的量相同，则

，，解得，，；

③反应在内，CO的物质的量减少，氢气的物质的量增加。则

a.减少的物质的量，平衡逆向移动，的物质的量应该减小，故不选a；

为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，的物质的量应该减小，故不选b；

升高温度，平衡正向移动，CO的物质的量增大，故不选c；

充入，平衡逆向移动，的物质的量增大，CO的物质的量减小，反应物的物质的量增大，与表中数据一致，故选d；

④a.单位时间内生成3nmol的同时生成nmolCO，只体现正反应速率，反应不一定平衡，故不选a；

反应前后气体物质的量是变量，容器内压强不再变化，可知物质的量不变，为平衡状态，故选b；

气体的质量、体积不变，混合气体密度始终不变化，密度不变不一定平衡，故不选c；

根据 ，混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量不再变化，一定达到平衡状态，故选d；

e.的质量分数不再变化，符合平衡特征“定”，一定为平衡状态，故选e；

⑤；

根据盖斯定律可知得到，由表中数据可知900K时，该反应的平衡常数，即。