Question

11．已知合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol．
（1）该反应的化学平衡常数K与温度T的关系如下

T/K	473	573	673	…
K	4.4×10-2	K1	K2	…

其中K₁＞ K₂ （填“＞”“＜”或“=”）
（2）合成氨在农业和国防中有很重要的意义，在实际生产中，常采用下列措施，其中可以用勒夏特列原理解释的是BD
A．用铁触媒加快化学反应速率      
B．采用较高压强（20MPa～50MPa ）
C．采用较高温度 （400℃～500℃） 
D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
（3）在某一温度下，向体积不变的容器中加入2molN₂、8molH₂及固体催化剂，平衡时，容器内气体压强为起始的80%，反应达到平衡时，N₂的转化率是50%，此时反应放出的热量=92.2kJ（填“＞”“＜”或“=”）
（4）在某段时间t₀～t₆中反应速率与时间的曲线图如下，则氨百分含量最高的时间段A
A．t₀～t₁  B．t₂～t₃  C．t₃～t₄   D．t₅～t₆
（5）t₁时刻改变的条件是，升高温度；t₃时刻改变的条件是：加入催化剂；t₄时刻改变的条件是减小压强．

Answer 1

分析 （1）该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小；
（2）勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，使用勒夏特列原理时，该反应必须是可逆反应，否则勒夏特列原理不适用；
（3）温度、体积不变时，气体的物质的量之比等于其压强之比，平衡时，容器内气体压强为起始的80%，则平衡使混合气体物质的量=（2+8）mol×80%=8mol，气体物质的量减少（2+8）mol×（1-80%）=2mol，根据方程式知，参加反应的氮气物质的量=$\frac{1}{2}×2mol$=1mol，据此计算其转化率；
1mol氮气参加反应，放出的热量为92.2kJ；
（4）根据正逆反应速率相对大小判断反应方向，从而确定氨气百分含量；
（5）t₁时刻，正逆反应速率都增大，且和原来平衡点不接触，改变的条件可能是升高温度或增大压强，但逆反应速率大于正反应速率，只能升高温度；
t₃时刻，正逆反应速率都增大且相等，改变的条件只能是使用催化剂；
t₄时刻，正逆反应速率都减小，且和原来平衡点不接触，可能是减小压强或降低温度，改变的条件时平衡逆向移动，只能是减小压强．

解答 解：（1）该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，生成物浓度降低、反应物浓度增大，所以化学平衡常数减小，则K₁＞K₂，故答案为：＞；
（2）A．用铁触媒加快化学反应速率，是利用铁触媒做催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，不改变化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，故错误；
B．反应是气体体积减小的反应，加压平衡正向进行符合化学平衡移动原理，可以用勒夏特列原理解释，故正确；
C．合成氨反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正方向移动，但升温却可提高反应速率，催化剂活性大，与勒沙特列原理不符，故错误；
D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，减少生成物浓度，平衡正向进行，可以用勒夏特列原理解释，故正确；
故选BD；
（3）温度、体积不变时，气体的物质的量之比等于其压强之比，平衡时，容器内气体压强为起始的80%，则平衡使混合气体物质的量=（2+8）mol×80%=8mol，气体物质的量减少（2+8）mol×（1-80%）=2mol，根据方程式知，参加反应的氮气物质的量=$\frac{1}{2}×2mol$=1mol，氮气转化率=$\frac{1mol}{2mol}×100%$=50%；
根据方程式知，1mol氮气参加反应，放出的热量为92.2kJ，该反应中有1mol氮气参加反应，所以放出的热量为92.2kJ，
故答案为：50%；=；
（4）t₀～t₁时，正逆反应速率相等，平衡不移动；
t₁～t₂时，逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动； 
t₂～t₃时，正逆反应速率相等，平衡不移动；
t₃～t₄时，正逆反应速率相等，平衡不移动；
t₅～t₆时，逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，
所以氨气含量最大的是t₀～t₁时，
故选A；
（5）t₁时刻，正逆反应速率都增大，且和原来平衡点不接触，改变的条件可能是升高温度或增大压强，但逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，所以只能升高温度；
t₃时刻，正逆反应速率都增大且相等，平衡不移动，则改变的条件只能是使用催化剂；
t₄时刻，正逆反应速率都减小，且和原来平衡点不接触，可能是减小压强或降低温度，改变的条件时平衡逆向移动，只能是减小压强，
故答案为：升高温度；加入催化剂；减小压强．

点评 本题考查化学平衡计算、反应速率与化学平衡图象、化学平衡移动原理等知识点，侧重考查分析计算判断能力，难点是根据反应速率相对大小判断改变条件及平衡移动方向，题目难度中等．