Question

(16分)氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，合成氨工業(yè)在國民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關于合成氨的有關問題，請回答：

（1）若在一容積為2 L的密閉容器中加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂在一定條件下發(fā)生反應: N₂(g) +3H₂(g)2NH₃(g) ΔH<0，若在5分鐘時反應達到平衡，此時測得NH₃的物質(zhì)的量為0.2 mol。則前5分鐘的平均反應速率v(N₂)=          。平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為         。?

（2）平衡后，若要提高H₂的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有                   。?

A.加了催化劑     B.增大容器體積?C.降低反應體系的溫度    D.加入一定量N₂?

（3）若在0.5 L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行如下反應：?

N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) ΔH<0，其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如表所示：?

T/℃	200	300	400
K	K1	K3	0.5

 

請完成下列問題：?

①試比較K₁、K₂的大小，K₁                K₂（填“<”“>”或“＝”）；?

②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是      （填序號字母）

A.容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2? B.v(H₂)_正＝3v(H₂)_逆?

C.容器內(nèi)壓強保持不變?D.混合氣體的密度保持不變?

③400℃時，反應2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g)的化學平衡常數(shù)為           。當測得NH₃、N₂和H₂物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol和 1 mol時，則該反應的v(N₂)_正      v(N₂)_逆（填“<”“>”或“＝”）。?

（4）根據(jù)化學反應速率和化學平衡理論，聯(lián)系合成氨的生產(chǎn)實際，你認為下列說法不正確的是                     。

A.化學反應速率理論可指導怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品?

B.勒夏特列原理可指導怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品?

C.催化劑的使用是提高產(chǎn)品產(chǎn)率的有效方法?

D.正確利用化學反應速率和化學反應限度理論都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益

 

Answer 1

【答案】

（1）0.01 mol·L^-1·min^-1       50%? (2)C、D?

（3）①> ②C ③2   >?

(4)C?

【解析】

1、根據(jù)反應速率的定義：單位時間內(nèi)物質(zhì)的量濃度變化量來表示，根據(jù)方程式的序數(shù)比可以計算出反應消耗的c(N₂)為0.05 mol·L^-1則5分鐘之內(nèi)v(N₂)="0.01" mol·L^-1·min^-1，反應消耗氫氣的物質(zhì)的量為0.3mol，轉(zhuǎn)化率為0.3/0.6=0.5,所以轉(zhuǎn)化率為 50%。

2.催化劑不能影響轉(zhuǎn)化率，增大體積相當于減小壓強，反應向氣體體積增大的方向進行，即逆反應進行，氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，由于正反應是放熱反應，所以降低溫度，可以使反應向正反應方向進行，同時加入氮氣也使反應向正反應方向進行，所以這兩種方法都可以增大氫氣轉(zhuǎn)化率，

3、溫度升高，平衡常數(shù)增大，所以K₁>K₂

A容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度之比為1:3:2和B.v(H₂)_正＝3v(H₂)_逆都不能說明反應達到了平衡，因為只要反應開始了就有這個比例關系。

C.容器內(nèi)壓強保持不變和D.混合氣體的密度保持不變可以說明反應達到了平衡狀態(tài)，因為反應是一個體積改變的反應，當容器的壓強不變時，或者根據(jù)體系質(zhì)量不變，當密度不變時，說明容器的體積不變，即壓強不變，說明體系達到平衡狀態(tài)。

4、催化劑不能提高轉(zhuǎn)化率，只能縮短反應時間。

考點：化學反應平衡，平衡常數(shù)，影響化學平衡的因素

點評：本題難度不大，主要考察化學平衡的判斷，掌握化學平衡常數(shù)只與溫度有關，做題時要看清題意。