Question

【题目】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：

温度（℃）	360	440	520
K值	0.036	0.010	0.0038

（1）①写出工业合成氨的化学方程式_________。

②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是_________。

③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是_________。（填序号）

a. 增大压强 b. 使用合适的催化剂

c. 升高温度 d. 及时分离出产物中的NH3

（2）原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)获取，已知该反应中，当初始混合气中的恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：

①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1_____P2（填“＞”、“=”或“＜”）。

②该反应为________反应（填“吸热”或“放热”）。

（3）原料气H2还可通过反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)获取。T℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L-1

①平衡时CO的转化率为_________。

②该温度下反应的平衡常数K值为_________。

Answer 1

【答案】 随温度升高，反应的平衡常数K减小 a、d ＜ 吸热 60％ 或2.25

【解析】

（1）①工业合成氨的化学方程式为：；

②对于放热反应而言，升高温度，K值减小，表中的数据表明升高温度，K值在减小，所以可以推出该反应是放热反应；

③a. 增大压强，平衡向正反应方向（气体体积减小的方向）移动移动，则H2的转化率增大，a正确；

b. 催化剂不影响平衡的移动，不会引起H2的转化率的改变，b错误；

c. 升高温度，平衡向逆反应方向（吸热反应方向）移动，则H2的转化率减小，c错误；

d. 及时分离出NH3，则NH3的浓度减小，平衡正向移动，H2的转化率增大，d正确；

故合理选项为a、d；

（2）①温度相同时，压强由P1变为P2，CH4的平衡含量升高，说明平衡逆向移动，由于该反应的逆反应是气体体积减小的反应，所以压强增大，即P1＜P2；

②压强相同时，升高温度，CH4的平衡含量降低，说明平衡正向移动，则该反应是吸热反应；

（3）该反应的三段式为（单位：mol·L-1）：

	CO (g)+	H2O(g)	CO2(g)+	H2(g)
	1	1	1	1
起	0.2	0.2	0	0
转	0.12	0.12	0.12	0.12
平	0.08	0.08	0.12	0.12

①CO的转化率为=60%；

②K===2.25。