合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。其原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Qk...
問題詳情:
合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。其原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-Q kJ/mol(Q>0)
據此回答以下問題:
(1)①該反應的化學平衡常數表達式為K=________。
②根據温度對化學平衡的影響規律可知,對於該反應,温度越高,其平衡常數的值越________。
(2)對於合成氨反應而言,下列有關圖像一定正確的是(選填序號)________。
(3)某温度下,若把2 mol N2與6 mol H2置於體積為1 L的密閉容器內,反應達到平衡狀態時,測得混合氣體中氨的體積分數為20%,則該温度下反應的K=________(可用分數表示)。
(4)相同温度下,有恆容密閉容器A和恆壓密閉容器B,兩容器中均充入1 mol N2和3 mol H2,此時兩容器的體積相等。在一定條件下反應達到平衡狀態,A中NH3的體積分數為a,放出熱量Q1 kJ;B中NH3的體積分數為b,放出熱量Q2 kJ。則:a________b(填“>”、“=”或“<”,下同),Q1________Q2,Q1_______Q。
【回答】
【*】 (1). (2). 小 (3). a、c (4). 1/48 (5). < (6). < (7). <
【解析】試題分析:(1)①化學平衡常數=;②該反應放熱,升高温度平衡逆向移動;(2)該反應放熱,升高温度平衡逆向移動,温度越高氨氣的體積分數越小;達到平衡時氮氣、*氣、氨氣的濃度不一定相等;加入催化劑能加快反應速率,但平衡不移動;(3)利用“三段式”計算平衡常數;(4)合成氨反應,氣體系數和減小,恆壓密閉容器與恆容密閉容器相比,恆壓密閉容器相當於加壓;
解析:(1)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 化學平衡常數表達式 ;②該反應放熱,升高温度平衡逆向移動,所以温度越高,其平衡常數的值越小;(2)該反應放熱,升高温度平衡逆向移動,温度越高氨氣的體積分數越小,根據圖像a, , 時氨氣的體積分數減小,故a正確;達到平衡時氮氣、*氣、氨氣的濃度不一定相等,故b錯誤;加入催化劑能加快反應速率,但平衡不移動,故c正確;
(3)
x= ,;
(4)合成氨反應,氣體系數和減小,恆壓密閉容器與恆容密閉容器相比,恆壓密閉容器相當於加壓,加壓平衡正向移動,所以a<b;生成氨氣越多,放出的熱量越多,所以Q1<Q2;反應可逆,所以1 mol N2和3 mol H2不能完全反應生成2mol氨氣,所以Q1<Q。
點睛:化學平衡常數只與温度有關,對於吸熱反應,升高温度平衡正向移動,化學平衡常數增大;對於放熱反應,升高温度平衡逆向移動,化學平衡常數減小。
知識點:化學平衡單元測試
題型:綜合題
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