Question

【題目】Ⅰ.氮的固定是幾百年來(lái)科學(xué)家一直研究的課題。

（1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分化學(xué)平衡常數(shù)K的值。

反應(yīng)	大氣固氮N2(g)＋O2(g)2NO(g)		工業(yè)固氮N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
溫度/℃	27	2 000	25	400	450
平衡常數(shù)K	3.84×10－31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②分析數(shù)據(jù)可知：人類(lèi)不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因：____________________________。

（2）工業(yè)固氮反應(yīng)中，在其他條件相同時(shí)，分別測(cè)定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下隨溫度變化的曲線，下圖所示的圖示中，正確的是________(填“A”或“B”)；比較p1、p2的大小關(guān)系：________。

Ⅱ.目前工業(yè)合成氨的原理是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。

（3）在一定溫度下，將1 mol N2和3 mol H2混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得氣體總物質(zhì)的量為2.8 mol。

①達(dá)平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率α1＝________。

②已知平衡時(shí)，容器壓強(qiáng)為8 MPa，則平衡常Kp＝________(用平衡分壓代替濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

Answer 1

【答案】吸熱K值小，正向進(jìn)行的程度小(或轉(zhuǎn)化率低)，不適合大規(guī)模生產(chǎn)Ap2＞p160%49/192或0.255或0.26

【解析】

Ⅰ. （1）①由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，說(shuō)明升高溫度，平衡正移，則正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)；

②由表格數(shù)據(jù)可知，2000℃時(shí)，K=0.1，K值很小，則轉(zhuǎn)化率很小，不適合大規(guī)模生產(chǎn)，所以人類(lèi)不適合大規(guī)模模擬大氣固氮；

（2）合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，轉(zhuǎn)化率減小，所以圖A正確，B錯(cuò)誤；答案選A；該反應(yīng)正方向?yàn)轶w積減小的方向，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大，р2的轉(zhuǎn)化率大，則р2大，р2>р1；

Ⅱ． （3）①設(shè)平衡時(shí)有x molN2轉(zhuǎn)化，

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始物質(zhì)的量： 1mol 3mol 0

變化的物質(zhì)的量：x 3x 2x

平衡物質(zhì)的量：1-x 3-3x 2x

列式可得：（1-x）+（3-3x）+2x=2.8，解得x=0.6mol，α1 =×100%=60%；

②平衡時(shí)各物質(zhì)的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，所以P（N2）=×8MPa=MPa，P（H2）=×8MPa=MPa，P（NH3）=×8MPa=MPa，化學(xué)平衡常數(shù)Kp==≈0.26。