题目内容

工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,在450℃时,平衡常数K=1.
(1)若升温到500℃,达平衡时,K
 
1(填“>”、“<”或“=”),工业合成氨选择在450℃左右的温度进行,除了考虑温度升高使反应速率较快,还因为此温度下
 
.
(2)450℃时,若向容积为1L的密闭容器中同时充入2.0molN2,xmolH2,4.0molNH3则:
①当x=3.0时.上述平衡向
 
方向移动.
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是
 
.
(3)在450℃时,若设 x=4.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡时,测得氢气的转化率分别为α1和α2,则α1
 
α2  (填“>”、“<”或“=”).
考点:化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)N2+3H2
高温高压
催化剂
2NH3 △H<0,该反应是气体体积减小、放热的可逆反应,要使平衡向正反应方向移动,应降低温度、增大压强,但温度过低反应速率过小,不利于工业生成效益;温度越高,反应速率越大,所以应适当升高温度,使反应速率增大;使用催化剂也能增大反应速率,但在500℃左右时催化剂的活性最大,所以选择采用500℃左右的温度进行;
(2)①据Q与K的大小比较,判断反应方向;
②K>Q时,平衡正向移动;
(3)据勒夏特列原理分析,增大某种反应物浓度时,其转化率降低,另一种物质的转化率增大.
解答: 解:(1)正反应放热,升高温度时,平衡逆向移动K减小;N2+3H2
高温高压
催化剂
2NH3 △H<0,该反应是气体体积减小、放热的可逆反应,要使平衡向正反应方向移动,应降低温度、增大压强,但温度过低反应速率过小,不利于工业生成效益;温度越高,反应速率越大,所以应适当升高温度,使反应速率增大;使用催化剂也能增大反应速率,但在500℃左右时催化剂的活性最大,所以选择采用500℃左右的温度进行,故答案为:<;在500℃左右时催化剂的活性最大;
(2)Q=
[4.0]2
[2.0]×[3.0]3
=
8
27
<K=1,平衡正向移动;
Q<K时,平衡正向移动,当Q=K时,
4.02
2.0×x3
=1,x=2.0,x>2.0时,Q<K=1,
故答案为:正反应方向;>2.0;
(3)增大氢气的浓度时,氢气的转化率减小,氮气的转化率增大,所以α1>α2,故答案为:>.
点评:本题考查了平衡常数的影响因素、合成氨条件选择、浓度熵、转化率,题目有一定难度,注意理解概念.
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