Question

合成氨生產技術的創立開辟了人工固氮的途徑，對化學工業技術也產生了重大影響．合成氨反應的化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1．合成氨工業中原料氣N₂可從空氣中分離得到，H₂可用甲烷或焦炭與水蒸氣反應制得．

（1）在一容積固定的密閉容器中注入N₂和H₂兩種氣體，發生上述反應．在某溫度下達到平衡時，各物質的濃度分別是：c（H₂）=9.00mol?L^-1，c（N₂）=3.00mol?L^-1，c（NH₃）=4.00mol?L^-1，此溫度下該反應的平衡常數K=

7.32×10^-3

．
（2）在三個相同容器中各充入1mol N₂和3mol H₂，在不同條件下反應并達到平衡，氨的體積分數隨時間變化的曲線如圖所示．下列說法中正確的是

D

（填字母，下同）．
A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應的影響，且p₂＞p₁
B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應的影響，且p₁＞p₂
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應的影響，且T₁＞T₂
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對反應的影響，且催化劑性能1＞2
（3）乙醇可通過淀粉等生物質原料發酵制得，屬于可再生資源，通過乙醇制取氫氣
具有良好的應用前景．已知通過乙醇制取氫氣有如下兩條路線：
a、CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）?4H₂（g）+2CO（g）△H=+255.58kJ/mol
b、CH₃CH₂OH（g）+1/2O₂（g）?3H₂（g）+2CO（g）△H=+13.76kJ/mol
下列說法錯誤的是：

D

A．從原料消耗的角度來看，a路線制氫更有價值
B．從能量消耗的角度來看，b路線制氫更加有利
C．a路線制氫由于要消耗很多能量，所以在實際生產中意義不大
D．降低溫度，可提高b路線中乙醇的轉化率．

Answer 1

分析：（1）根據k=

c2(NH3)

n(N2)?c3(H2)

計算平衡常數；
（2）根據外界條件對平衡移動的影響分析；
（3）A．從原料消耗的角度來看，消耗等量乙醇a路線生產氫氣多；
B．從能量消耗的角度來看，b路線消耗能量少；
C．a路線消耗很多能量；
D．該反應為吸熱反應，降低溫度，逆移．

解答：解：（1）k=

c2(NH3)

n(N2)?c3(H2)

=

4.002

3.00×9.003

=7.32×10^-3，故答案為：7.32×10^-3；
（2）A．增大壓強，平衡向正反應分析移動，氨氣的含量增大，故A錯誤；
B．圖Ⅱ應是催化劑對反應的影響，故B錯誤；
C．溫度升高，平衡向逆反應分析移動，氨氣的含量降低，故C錯誤；
D．圖Ⅱ中兩種途徑平衡狀態相同，應是催化劑對平衡的影響，1反應速率大，催化效果好，故D正確；
故答案為：D；
（3）A．從原料消耗的角度來看，消耗等量乙醇a路線生產氫氣多，故A正確；
B．從能量消耗的角度來看，b路線消耗能量少，故B正確；
C．與b路線相比，a路線消耗很多能量，所以在實際生產中意義不大，故C正確；
D．該反應為吸熱反應，降低溫度，逆移，所以乙醇轉化率降低，故D錯誤；
故答案為：D．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學平衡，化學反應與能量以及電化學知識，題目難度較大，本題注意電極反應式的書寫，注意利用蓋斯定律計算反應熱的方法．