Question

17．（1）合成氨反應中使用的催化劑是鐵觸媒（填名稱），該反應溫度一般控制在500℃，主要原因是催化劑的活性溫度且反應速率較快．
（2）在2L密閉容器中加入1mol氮氣和3mol氫氣，進行工業(yè)合成氨的模擬實驗，若2分鐘后，容器內壓強為原來的0.8倍，則0到2分鐘，氨氣的反應速率為0.2mol/（L•min）．
（3）下列說法能表明合成氨反應達到平衡的是AB
A．氣體的平均相對分子量不再變化    B．密閉容器內的壓強不再變化
C．v（N₂）=2v（NH₃）D．氣體的密度不再變化
（4）下列措施，既能加快合成氨反應的反應速率，又能增大反應物轉化率的是B．
A．使用催化劑    B．縮小容器體積    C．提高反應溫度  D．移走NH₃
（5）常溫下，在氨水中加入一定量的氯化銨晶體，下列說法錯誤的是AC．
A．溶液的pH增大  B．氨水的電離度減小
C．c（NH₄⁺）減小    D．c（OH^-）減�。�

Answer 1

分析 （1）合成氨反應中使用的催化劑為鐵觸媒；N₂+3H₂?2NH₃該反應是放熱的可逆反應，要使平衡向正反應方向移動，應降低溫度，但溫度過低反應速率過小，不利于工業(yè)生成效益；溫度越高，反應速率越大，所以應適當升高溫度，使反應速率增大；使用催化劑也能增大反應速率，但在500℃左右時催化劑的活性最大，所以選擇采用500℃左右的溫度；
（2）密閉容器中，氣體物質的量之比等于壓強之比，壓強為反應前的0.8倍，反應后的物質的量為反應前的0.8倍，利用差量法計算出生成氨氣的物質的量，再根據反應速率表達式計算出0到2分鐘氨氣的平均反應速率；
（3）根據可逆反應達到平衡狀態(tài)，一定滿足正逆反應速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化，據此進行判斷；
（4）能加快該反應的反應速率，可以增大了壓強、增大反應物濃度、升高溫度；增大反應物轉化率，說明平衡向著正向移動，據此進行分析；
（5）氨水中存在電離平衡，根據影響電離平衡的因素進行判斷．

解答 解：（1）合成氨工業(yè)用鐵觸媒做催化劑；升高溫度可增大反應速率，提高產量；該溫度時，催化劑的活性最大，有利于增大反應速率，提高產量，
故答案為：鐵觸媒；催化劑的活性溫度且反應速率較快；
（2）若2分鐘后，容器內壓強為原來的0.8倍，說明反應后氣體的物質的量減少了0.2×（1mol+3mol）=0.8mol，
則 N₂+3H₂?2NH₃△n
    1     3       2          2
                  n        0.8mol
解得：n=0.8mol，
則0到2分鐘氨氣的平均反應速率為：v（NH₃）=$\frac{\frac{0.8L}{2L}}{2min}$=0.2 mol/（L•min），
故答案為：0.2 mol/（L•min）；
（3）A．該反應是體積縮小的反應，氣體的物質的量逐漸減小，而氣體的質量不變，所以氣體的平均摩爾質量為變化的量，若氣體的平均分子量不再變化，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B． 該反應是體積縮小的反應，氣體的物質的量逐漸減小，容器內的壓強是個變化的量，若密閉容器內的壓強不再變化，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．v（N₂）=2v（NH₃），沒有告訴是正反應速率還是逆反應速率，且不滿足二者的化學計量數(shù)關系，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；              
D．該反應兩邊都是氣體，氣體的質量始終不變，容器的容積不變，所以氣體的密度始終不變，所以密度不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據，故D錯誤；
故答案為：AB；
（4）A．使用催化劑，加快了反應速率，但是不影響化學平衡，反應物的轉化率不變，故A錯誤；
B．縮小容器體積，增大了壓強，增大了反應速率，平衡向著正向移動，反應物轉化率增大，故B正確；
C．提高反應溫度，增大了反應速率，但是平衡向著逆向移動，反應物轉化率減小，故C錯誤；  
D．移走氨氣，反應物減小，正逆反應都將速率都減小，故D錯誤；
故答案為：B；
（5）A．氨水中加入氯化銨，溶液中銨離子濃度增大，抑制了一水合氨的電離，溶液中氫氧根離子濃度減小，溶液的pH減小，故A錯誤；
B．氨水中銨離子濃度增大，一水合氨的電離平衡向著逆向移動，所以氨水的電離度減小，故B正確； 
C．加入了氯化銨，溶液中銨離子濃度增大，故C錯誤；
D．氨水中的銨離子濃度增大，溶液中氫氧根離子濃度減小，c（OH^-）減小，故D正確；
故答案為：AC．

點評 本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，涉及反應平衡及其影響、化學反應速率計算、平衡狀態(tài)判斷、合成氨等知識，明確化學平衡及其影響為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及綜合應用．