Question

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：
N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，据此回答以下问题：
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K＝       。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越       。
(2)某温度下，若把10 mol N₂与30 mol H₂置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20%，则该温度下反应的K＝       (可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是       (填字母)。
a．容器内的密度保持不变
b．容器内压强保持不变
c．v_正(N₂)＝2v_逆(NH₃)
d．混合气体中c(NH₃)不变
(3)对于合成氨反应而言，下列有关图像一定正确的是(选填序号)       。

Answer 1

(1)①   ②小
(2)   b、d
(3)a、c

N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)ΔH＝－92.4 kJ/mol，
是一个气体体积减小的放热反应。
(1)①由方程式知K＝。
②升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，c(NH₃)减小，c(N₂)、c(H₂)增大，故减小，K值减小。
(2)设N₂转化了x mol·L^－1则
N₂(g)＋H₂(g)2NH₃(g)
开始时：(mol·L^－1)  1  3  0
转化：(mol·L^－1)  x  3x  2x
平衡时：(mol·L^－1)  1－x  3－3x  2x
则＝20%，x＝；
K＝＝＝。
判断平衡状态的标志是①v(正)＝v(逆)，②各成分的浓度保持不变。ρ＝始终不变，a不能说明是否达平衡状态，，c不能说明反应达平衡状态。
(3)温度越高，反应越快，达平衡所用时间越短。T₁<T₂，由T₁→T₂升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH₃的体积分数减小，a正确；达平衡时c(N₂)、c(H₂)、c(NH₃)不变，不是c(N₂)＝c(NH₃)＝c(H₂)，b错误；使用催化剂，加快反应速率，但平衡不移动，c正确。