Question

11．已知合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol．
（1）該反應的化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下

T/K	473	573	673	…
K	4.4×10-2	K1	K2	…

其中K₁＞ K₂ （填“＞”“＜”或“=”）
（2）合成氨在農業(yè)和國防中有很重要的意義，在實際生產(chǎn)中，常采用下列措施，其中可以用勒夏特列原理解釋的是BD
A．用鐵觸媒加快化學反應速率      
B．采用較高壓強（20MPa～50MPa ）
C．采用較高溫度 （400℃～500℃） 
D．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來
（3）在某一溫度下，向體積不變的容器中加入2molN₂、8molH₂及固體催化劑，平衡時，容器內氣體壓強為起始的80%，反應達到平衡時，N₂的轉化率是50%，此時反應放出的熱量=92.2kJ（填“＞”“＜”或“=”）
（4）在某段時間t₀～t₆中反應速率與時間的曲線圖如下，則氨百分含量最高的時間段A
A．t₀～t₁  B．t₂～t₃  C．t₃～t₄   D．t₅～t₆
（5）t₁時刻改變的條件是，升高溫度；t₃時刻改變的條件是：加入催化劑；t₄時刻改變的條件是減小壓強．

Answer 1

分析 （1）該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小；
（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，使用勒夏特列原理時，該反應必須是可逆反應，否則勒夏特列原理不適用；
（3）溫度、體積不變時，氣體的物質的量之比等于其壓強之比，平衡時，容器內氣體壓強為起始的80%，則平衡使混合氣體物質的量=（2+8）mol×80%=8mol，氣體物質的量減少（2+8）mol×（1-80%）=2mol，根據(jù)方程式知，參加反應的氮氣物質的量=$\frac{1}{2}×2mol$=1mol，據(jù)此計算其轉化率；
1mol氮氣參加反應，放出的熱量為92.2kJ；
（4）根據(jù)正逆反應速率相對大小判斷反應方向，從而確定氨氣百分含量；
（5）t₁時刻，正逆反應速率都增大，且和原來平衡點不接觸，改變的條件可能是升高溫度或增大壓強，但逆反應速率大于正反應速率，只能升高溫度；
t₃時刻，正逆反應速率都增大且相等，改變的條件只能是使用催化劑；
t₄時刻，正逆反應速率都減小，且和原來平衡點不接觸，可能是減小壓強或降低溫度，改變的條件時平衡逆向移動，只能是減小壓強．

解答 解：（1）該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，生成物濃度降低、反應物濃度增大，所以化學平衡常數(shù)減小，則K₁＞K₂，故答案為：＞；
（2）A．用鐵觸媒加快化學反應速率，是利用鐵觸媒做催化劑降低反應的活化能，加快反應速率，不改變化學平衡，不能用勒夏特列原理解釋，故錯誤；
B．反應是氣體體積減小的反應，加壓平衡正向進行符合化學平衡移動原理，可以用勒夏特列原理解釋，故正確；
C．合成氨反應為放熱反應，升高溫度不利用平衡向正方向移動，但升溫卻可提高反應速率，催化劑活性大，與勒沙特列原理不符，故錯誤；
D．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，減少生成物濃度，平衡正向進行，可以用勒夏特列原理解釋，故正確；
故選BD；
（3）溫度、體積不變時，氣體的物質的量之比等于其壓強之比，平衡時，容器內氣體壓強為起始的80%，則平衡使混合氣體物質的量=（2+8）mol×80%=8mol，氣體物質的量減少（2+8）mol×（1-80%）=2mol，根據(jù)方程式知，參加反應的氮氣物質的量=$\frac{1}{2}×2mol$=1mol，氮氣轉化率=$\frac{1mol}{2mol}×100%$=50%；
根據(jù)方程式知，1mol氮氣參加反應，放出的熱量為92.2kJ，該反應中有1mol氮氣參加反應，所以放出的熱量為92.2kJ，
故答案為：50%；=；
（4）t₀～t₁時，正逆反應速率相等，平衡不移動；
t₁～t₂時，逆反應速率大于正反應速率，平衡向逆反應方向移動； 
t₂～t₃時，正逆反應速率相等，平衡不移動；
t₃～t₄時，正逆反應速率相等，平衡不移動；
t₅～t₆時，逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動，
所以氨氣含量最大的是t₀～t₁時，
故選A；
（5）t₁時刻，正逆反應速率都增大，且和原來平衡點不接觸，改變的條件可能是升高溫度或增大壓強，但逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向移動，所以只能升高溫度；
t₃時刻，正逆反應速率都增大且相等，平衡不移動，則改變的條件只能是使用催化劑；
t₄時刻，正逆反應速率都減小，且和原來平衡點不接觸，可能是減小壓強或降低溫度，改變的條件時平衡逆向移動，只能是減小壓強，
故答案為：升高溫度；加入催化劑；減小壓強．

點評 本題考查化學平衡計算、反應速率與化學平衡圖象、化學平衡移動原理等知識點，側重考查分析計算判斷能力，難點是根據(jù)反應速率相對大小判斷改變條件及平衡移動方向，題目難度中等．