Question

（12分）氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。 合成氨反应： N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） △H

（1）若该反应在一定条件下能自发，则该反应的△H    0、△S     0（填“＜”、“＞”或“=”）。

（2）在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是         。

A．3v(H₂)_正=2v(NH₃)_逆            

B．单位时间内生成n mol N₂的同时生成2n molNH₃

C．混合气体的密度不再改变     

D．容器内压强不随时间的变化而变化

（3）一定温度下，向2L密闭容器中充入1molN₂和3molH₂，保持体积不变，0.5min后达到平衡，测得容器中有0.4mol NH₃，则平均反应速率v(N₂)=           ，该温度下的平衡常数K=            。若升高温度，K值变化      （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）为了寻找合成NH₃的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表的①②处填入合适的实验条件数据。

实验编号	T(℃)	n (N2)/n(H2)	P(MPa)	平衡时NH3百分含量
ⅰ	450	1/3	1
ⅱ	①	1/3	②
ⅲ	480	1/3	10

 

Answer 1

【答案】

（1）   ＜  ， ＜   （每空1分）  （2）    BD      （2分）

（3） 0.2mol/（L· min）     、     0.058         、   减小   （每空2分）

（4）①     450（或480）       、②  10（或1）       。（每空1分）

【解析】（1）根据方程式可知△S＜，又因为反应是自发的，所以△H＜0。

（2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A中反应速率的方向相反，但满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确。B中反应速率的方向相反，且满足速率之比是相应的化学计量数之比，正确。反应前后体积减小，所以压强也是减小的，D可以说明。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，C不正确。答案选BD。

（3）容器中有0.4mol NH₃，则消耗氮气是0.2mol，所以其反应速率是0.2mol÷2L÷0.5min＝0.2mol/(L·min)。平衡时氢气、氮气、氨气的浓度分别是1.2mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L，所以平衡常数K＝。正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。

（1）如果实验①②中温度相同，则压强就不同，反之亦然，同样实验②③中压强相同，温度就不同，反之亦然。