Question

氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．
传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为：N₂+3H₂

催化剂

△

2NH₃△H＜0．
（1）该反应的平衡常数K的表达式为：K=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．降低温度，K值

增大

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH₃的物质的量分数见下表（N₂和H₂的起始物质的量之比为1：3）．分析表中数据，

200℃、100MPa

（填温度和压强）时H₂转化率最高，实际工业生产不选用该条件的主要原因是

压强太高，对生产设备要求也高，难以实现

．

压强（MPa） 氨的平衡含量（%） 温度（摄氏度）	0.1	10	20	30	60	100
200	15.3	81.5	86.4	89.9	95.4	98.8
300	2.2	52.0	64.2	71.0	84.2	92.6
400	0.4	25.1	38.2	47.0	65.2	79.8
500	0.1	10.6	19.1	26.4	42.2	57.5
600	0.05	4.5	9.1	13.8	23.1	31.4

Answer 1

分析：（1）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；根据温度对平衡移动的影响判断平衡常数的变化；
（2）H₂转化率最高时，氨气的含量最大；实际生成时要考虑生成成本、设备能否达到要求等方面．

解答：解：（1）根据化学方程式可写出平衡常数为k=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

，由于反应放热，降低温度平衡向正反应方向移动，则平衡常数增大，
故答案为：

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

；增大；
（2）200℃、100MPa时氨气的含量最大，则H₂转化率最高，但实际工业生产中越强不能太大，因压强太高，对生产设备要求也高，难以实现，
故答案为：200℃、100MPa；压强太高，对生产设备要求也高，难以实现．

点评：本题考查了化学平衡常数及合成氨条件选择，可以根据所学知识完成，注意工业生产中必须考虑生成成本、经济效益，本题难度不大．