Question

12．氨氣易液化，便于儲(chǔ)運(yùn)，可利用NH₃作儲(chǔ)氫材料
①已知：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H=+92.4kJ•mol^-1．氨氣自發(fā)分解的反應(yīng)條件是高溫（填“低溫”或“高溫”）．
②合成氨工業(yè)中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解釋的是bd（填字母）．
a．用鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率     b．采用較高的壓強(qiáng)
c．采用較高的溫度               d．將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來
③在一定溫度下，將1.5molN₂ 氣體和3.5molH₂ 氣體通入到體積為1升的密閉容器中．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%，則合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.125（mol/L）^-2．

Answer 1

分析 ①氨氣分解為熵增的反應(yīng)，根據(jù)△G=△H-T△S＜0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行；
②勒夏特列原理為：如果改變影響平衡的條件之一，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，使用勒夏特列原理時(shí)，該反應(yīng)必須是可逆反應(yīng)，否則勒夏特列原理不適用；
③根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算出平衡后，混合氣體的物質(zhì)的量，利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，平衡常數(shù)指生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值．

解答 解：①△G=△H-T△S＜0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，氨氣分解為熵增的反應(yīng)，且△H為增大反應(yīng)，故反應(yīng)在高溫下可以自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：高溫；
②a、用鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率，是利用鐵觸媒做催化劑降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，不能用勒夏特列原理解釋，故不符合；
b、反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，加壓平衡正向進(jìn)行符合化學(xué)平衡移動(dòng)原理，可以用勒夏特列原理解釋，故符合；
c、合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度不利用平衡向正方向移動(dòng)，但升溫卻可提高反應(yīng)速率，催化劑活性大，與勒沙特列原理不符，故不符合；
d、將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來，減少生成物濃度，平衡正向進(jìn)行，可以用勒夏特列原理解釋，故符合；
故選：bd；
③反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%，所以平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為（1.5mol+3.5mol）×80%=4mol，設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量是x，
 對于反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始濃度：1.5       3.5        0
變化濃度：x         3x        2x
平衡濃度：1.5-x      3.5-3x    2x
所以1.5-x+3.5-3x+2x=4，解得x=0.5mol，反應(yīng)平衡常數(shù)k=$\frac{{1}^{2}}{1×{2}^{3}}$=0.125（mol/L）^-2．
故答案為：0.125（mol/L）^-2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)自發(fā)性判斷、化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡影響因素，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力、對知識(shí)的應(yīng)用能力，難度中等．