[题目]氮是大气中含量最多的气体.研究氮及其化合物对人类有重要的意义.(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H22NH3△H=-92.4kJ/mol①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中.在500℃.2×107Pa下达到平衡.平衡时测得N2为0.1 mol.H2为0.3 mol.NH3为0.1 mol.该条件下H2的转化率为 .此温度下该反应的平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】氮是大气中含量最多的气体，研究氮及其化合物对人类有重要的意义。

（1）合成氨的原理为：N2(g)+3H22NH3△H=-92.4kJ/mol

①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，平衡时测得N2为0.1 mol，H2为0.3 mol，NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为______。

此温度下该反应的平衡常数K＝__________。

②欲提高H2的转化率，下列措施可行的是___________。

a．向容器中按原比例再充入原料气

b．向容器中再充入惰性气体

c．改变反应的催化剂

d．液化生成物分离出氨

（2）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＜0体系中，各成分浓度随时间的变化如图：

①用O2表示从0～2s内该反应的平均速率υ＝___________。

②能说明该反应已经达到平衡状态的是_________。

a．υ(NO2)=2υ(O2)

b．容器内压强保持不变

c．υ逆(NO)＝2υ正(O2)

d．容器内的密度保持不变

③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_________。

a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度

c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂

（3）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是______(填代号)。

【答案】33.3% 3.7（L/mol）2或（L/mol）2 ad 1.5×10－3mol/(L·s) bc c 乙

【解析】

（1）①利用三段式进行计算

N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)

起始浓度（molL1） 0.15 0.45 0

起始浓度（molL1） 0.05 0.15 0.1

起始浓度（molL1） 0.1 0.3 0.1

则H2的转化率=0.15mol/L÷0.45mol/L×100%=33.3%；此温度下该反应的平衡常数K=(0.1molL1)2÷[0.1mol/L×(0.3molL1)3]= 3.7（L/mol）2。

②a、向容器中按原比例再充入原料气，压强增大，平衡向右移动，H2的转化率增大；b、向容器中再充入惰性气体，平衡不移动，H2的转化率不变；c、改变反应的催化剂，平衡不移动，H2的转化率不变；d、液化生成物分离出氨，平衡向右移动，H2的转化率增大；

答案选ad。

（2）①根据图像中各物质浓度改变，可知a为NO2，b为NO，c为O2的，则0～2s内该反应的平均速率υ(O2)=(0.005molL1-0.002molL1)÷2s=1.5×10－3mol/(L·s)。

②a．υ(NO2)=2υ(O2)，没有注明正反应还是逆反应，不能说明反应是否达到平衡状态；b．容器体积不变，所以压强保持不变可说明反应达到平衡；c．υ逆(NO)＝2υ正(O2)，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已达到平衡；d．气体的质量和体积均为定值，所以容器内的密度保持不变不能说明反应达到平衡；

答案选bc。

③a．及时分离出NO2气体，反应速率减小，不符合题意；b．因为正反应为放热反应，所以适当升高温度平衡向逆反应方向移动，不符合题意；c. 增大O2的浓度, 反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，符合题意；d．选择高效的催化剂，平衡不移动，不符合题意；

答案选c。

（3）温度升高至T2，正反应速率和逆反应速率都增大，υ正和υ正’不能相连，所以甲图错误；T2温度高，反应速率大，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小，故图乙正确；压强增大，平衡向正反应方向移动，CO的体积分数减小，故图丙错误；答案选乙。

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②温度为T，在一体积固定的密闭容器中加入2 molNH3，此时压强为P0，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50％，则该温度下反应2NH3（g）N2（g）十3H2（g）用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝___。[己知：气体分压（p分）＝气体总压（p总）x体积分数]

（4）关于合成氨工艺的理解，下列正确的是___。

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B．使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时NH3的产量

C．合成氨工业采用10 MPa一30 MPa，是因常压下N2和H2的转化率不高

D．采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化

（5）下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数[（NH3）]。

①若分别用vA（NH3）和vB（NH3）表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA（NH3）____vB（NH3）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在250℃、1.0×104kPa下，H2的转化率为______%（计算结果保留小数点后1位）。

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