Question

【題目】氨在工農業生產中應用廣泛。在壓強為30MPa時，合成氨平衡混合氣體中NH3的體積分數如下表：

溫度/℃	200	300	400	500	600
氨含量/%	89.9	71.0	47.0	26.4	13.8

請回答：

(1)根據表中數據，結合化學平衡移動原理，說明合成氨反應是放熱反應的原因是_______。

(2)在一定溫度下，將2molN2和6molH2通入到體積為2L的密閉容器中，發生反應N2＋3H22NH3，2min達到平衡狀態時，H2轉化率是50%，該溫度下的平衡常數K＝_______________(結果用最簡分數表示)；欲使K增大，可以采取的措施是______。

(3)從化學平衡移動的角度分析，提高H2轉化率可以采取的措施是______(選填序號字母)

a．及時分離出NH3 b．升高溫度 c．增大壓強 d．使用催化劑

(4)NH3能分解為N2和H2，在相同條件下，測得分解后混合氣體密度為分解前的2/3，則氨的分解率為_____________。

Answer 1

【答案】 溫度升高，氨在混合氣體中的體積分數減小，平衡向逆反應方向移動，溫度升高平衡向吸熱方向移動，故正反應是放熱反應 16/27 降低溫度 ac 50%

【解析】（1）根據勒夏特列原理，升高溫度，氨氣減小，說明平衡逆向移動，從而判斷正反應放熱。

（2） N2 ＋ 3H2 2NH3

起始： 2 6 0

反應： 1 3 2 （氫氣轉化率50%，所以3mol氫氣反應）

平衡： 1 3 2 （除以2L容器得濃度為：0.5 1.5 1）

正反應放熱，降低溫度可以使K值增加。

（3）a及時分離出NH3，反應平衡向正反應方向移動，增大氫氣轉化率；b升高溫度平衡向逆反應方向移動，轉化率降低；c增大壓強平衡正向移動，轉化率增大；d催化劑不改變平衡，轉化率不變。

（4）根據質量守恒定律，反應物質的總質量不變，所以分解后混合氣體密度為分解前的2/3，說明分解后混合氣體體積為分解前的1.5倍。由阿伏加德羅定律，體積是1.5倍，說明物質的量是1.5倍，設初始加入氨氣Xmol：

2NH3 N2 ＋ 3H2

起始： X 0 0

反應： Y 0.5Y 1.5Y

平衡： X-Y 0.5Y 1.5Y

有：X-Y+0.5Y+1.5Y=1.5X，Y=0.5X，轉化率為50%