Question

合成氨反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．图1表示在一定的温度下此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N₂的物质的量随时间的变化曲线．图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响．

下列说法正确的是（　　）

• A、该反应为自发反应，由图1可得加入适当的催化剂，E和△H都减小
• B、图2中0～10min内该反应的平均速率v（H₂）=0.045mol?L^-1?min^-1，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n（N₂）的变化曲线为d
• C、图3中a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是b点
• D、图3中T₁和T₂表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T₁＞T₂，K₁＞K₂

Answer 1

分析：A．催化剂可以降低活化能，不影响焓变，由图1可知，合成氨是焓减熵减过程，根据△G=△H-T△S可知，该反应在低温下自发进行；
B．由图2可知，0～10min内氮气的物质的量变化量为0.6mol-0.3mol=0.3mol，根据v=

△n V

△t

计算v（N₂），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
11min压缩体积，压强增大，平衡向正反应移动，平衡时氮气的物质的量小于原平衡；
C．图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系，曲线上各点都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大；
D．由图3可知，氢气的起始物质的量相同时，温度T₁平衡后，氨气的含量更高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应移动，故温度T₁＜T₂，据此解答．

解答：解：A．加入催化剂活化能E降低，但不影响焓变，△H不变，由图1可知，合成氨是焓减熵减过程，△G＜0反应自发进行，根据△G=△H-T△S可知，该反应在低温下自发进行，故A错误；
B．由图2可知，0～10min内氮气的物质的量变化量为0.6mol-0.3mol=0.3mol，v（N₂）=

0.3mol 2L

10min

=0.015mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（H₂）=3v（N₂）=3×0.015mol/（L?min）=0.045mol/（L?min），11min压缩体积，压强增大，平衡向正反应移动，平衡时氮气的物质的量小于原平衡，故n（N₂）的变化曲线为d，故B正确；
C．图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系，曲线上各点都处于平衡状态，故a、b、c都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大，故a、b、c三点中，c的氮气的转化率最高，故C错误；
D．由图3可知，氢气的起始物质的量相同时，温度T₁平衡后，氨气的含量更高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应移动，故温度T₁＜T₂，温度越高化学平衡越低，故K₁＞K₂，故D错误；
故选B．

点评：本题考查反应进程与反应热关系图象、化学平衡图象、影响化学平衡的因素、化学平衡常数等，难度中等，理解外界条件对平衡的影响是解题关键．