Question

10．工业合成氨N₂+3H₂?2NH₃反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：
（1）该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点升高还是降低降低，理由是催化剂改变了反应的历程使活化能E降低．
（2）该反应的平衡常数表达式为：K=$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$，当浓度商Q_c＜K（填“＜”、“＞”或“=”）时，反应向右进行．
（3）450℃时该反应的平衡常数＞500℃时的平衡常数（填“＜”、“＞”或“=”）．
（4）一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H₂的转化率，可以采取的合理措施有ce（填字母序号）．
a．高温高压        
b．加入催化剂
c．增加N₂的浓度      
d．增加H₂的浓度
e．分离出NH₃．

Answer 1

分析 （1）催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率；
（2）化学平衡常数是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值以及Q和K的大小关系来回答；
（3）对于放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大；
（4）根据影响化学平衡移动的因素知识来回答判断．

解答 解：（1）催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率，所以加活性铁会使图中B点降低，故答案为：降低；催化剂改变了反应的历程使活化能E降低；
（2）化学平衡常数是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，所以合成氨的平衡常数表达式K=$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$；根据K和Q的关系，当浓度商Q＜K时，反应向右进行，直到达到平衡状态；
故答案为：$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$；＜；
（3）合成氨的反应是放热反应，对于放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，故答案为：＞；
（4）一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H₂的转化率，即让化学平衡正向进行即可，一般不考虑加压，可以增加反应物N₂的浓度、分离出NH₃（减小生成物的浓度），高温条件会使平衡向左进行，加入催化剂不会改变反应物的转化率，增加H₂的浓度会使得氢气的转化率减小；
故答案为：ce．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡的移动，化学反应中能量变化、平衡常数的计算，题目难度中等，注意把握平衡常数的意义．