Question

氨氣是重要化工產(chǎn)品之一。傳統(tǒng)的工業(yè)合成氨技術(shù)的反應(yīng)原理是：
N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g） ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa時(shí)，將N₂、H₂置于一個(gè)固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中各種物質(zhì)的量濃度變化如圖所示，回答下列問(wèn)題：

（1）計(jì)算反應(yīng)在第一次平衡時(shí)的平衡常數(shù)K＝           。（保留二位小數(shù)）
（2）產(chǎn)物NH₃在5～10 min、25～30min和45～50 min時(shí)平均反應(yīng)速率（平均反應(yīng)速率分別以v₁、v₂、v₃表示）從大到小排列次序?yàn)?u>                      。
（3）H₂在三次平衡階段的平衡轉(zhuǎn)化率分別以α₁、α₂、α₃表示，其中最小的是     。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動(dòng)的方向是____________，采取的措施是____________
（5）請(qǐng)?jiān)谙聢D中用實(shí)線表示25～60min 各階段化學(xué)平衡常數(shù)K的變化圖像。

K

 

Answer 1

(1)0.15(2分)           (2) v₁>v₂>v₃ （2分）        (3) α₃   （2分）  
(4)正反應(yīng)方向移動(dòng)（1分）     移走生成物NH₃（1分）
（5）（2分）

試題分析：⑴；⑵化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量來(lái)表示的，5～10 min、25～30min和45～50 min，這三段時(shí)間間隔是相同的，只要比較他們的濃度變化就可以，從圖上可以看出，這三段時(shí)間變化的大小分別為：v₁>v₂>v₃；⑶轉(zhuǎn)化率就是反應(yīng)掉的物質(zhì)的量或者濃度與原來(lái)的物質(zhì)的量或者濃度的比，從圖中數(shù)據(jù)變化可知變化最小的是α₃；⑷從圖中可以看出，由第一次平衡到第二次平衡，反應(yīng)物的濃度減小，肯定是正向移動(dòng)，但是氨的濃度從零開(kāi)始，表明采取的措施是移走生成物NH₃。⑸25～45min，溫度沒(méi)有變化，而平衡常數(shù)是只隨溫度的改變而改變的。因此在這一范圍內(nèi)，K值不變；45～60min，平衡繼續(xù)正向移動(dòng)，在45分鐘這個(gè)時(shí)間，各物質(zhì)的濃度沒(méi)有發(fā)生變化，因些平衡移動(dòng)與濃度和壓強(qiáng)變化無(wú)關(guān)，只能是降低了溫度而引起的平衡移動(dòng)。因?yàn)闇囟劝l(fā)生了變化，因此平衡常數(shù)也發(fā)生還應(yīng)的改變，使得K值增大。