Question

6．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义．其原理为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol．据此回答以下问题：
（1）为了提高氨气的产率，可以选择的方法是②④ （填序号，错选扣分）；
①升高温度   ②增大压强   ③使用催化剂   ④及时分离出NH₃
（2）对在密闭容器中进行的可逆反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），下列哪种情况下，说明该反应已经达到化学平衡状态①②④．
①N₂的正反应速率是NH₃的逆反应速率的$\frac{1}{2}$；②在恒容条件下，混合气体的压强保持不变；③N₂、H₂、NH₃的物质的量之比为1：3：2；④单位时间内每生成3mol H₂的同时有2mol NH₃生成；⑤3mol N-N键断裂，同时有6mol N-H键断裂．

Answer 1

分析 （1）从化学平衡角度考虑，应使平衡向正反应方向移动，有利于提高氨气的产率，；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生改变，由此衍生的一些物理量不变，以此判断．

解答 解：（1）①升高温度平衡向逆反应方向移动，则 氨气的产率降低，故①错误；
②增大压强平衡向正反应方向移动，则氨气的产率增大，故②正确；
③使用催化剂平衡不移动，氨气的产率不变，故③错误；
④及时分离出NH₃，可使平衡向正反应方向移动，则氨气的产率增大，故④正确，
故答案为：②④；
（2）①N₂的消耗应速率是NH₃的消耗速率的$\frac{1}{2}$，可说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故①正确；
②因反应前后气体的体积不等，则在恒容条件下，混合气体的压强保持不变，说明达到平衡状态，故②正确；
③N₂、H₂、NH₃的物质的量之比为取决于反应起始的配料比以及转化的程度，不能确定是否达到平衡状态，故③错误；
④单位时间内每生成3molH₂的同时有2molNH₃生成，可说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故④正确；
⑤无论是否达到平衡状态都存在1molN-N键断裂，同时有6molN-H键断裂，故⑤错误，
故答案为：①②④．

点评 本题考查较为综合，涉及外界条件对平衡状态的影响以及平衡状态的判断，题目难度中等，注意相关知识的把握，易错点为（2），注意平衡状态判断的角度．