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目前工业合成氨的原理是:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-93.0kJ/mol  回答下列问题:
(1)在恒温恒容密闭容器中进行的工业合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是
 

A.混合气体的压强不再发生变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
C.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
D.单位时间内断开3a个H-H键的同时形成6a个N-H键
E.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
(2)理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是
 

A.增大压强                      
B.使用合适的催化剂
C.升高温度 
D.及时分离出产物中的NH3
(3)如图为合成氨反应,在使用相同的催化剂,不同温度和压强条件下进行反应,初始时N2和H2的体积比为1:3时的平衡混合物中氨的体积分数.
分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始到平衡状态A、B时的反应速率,则vA(NH3
 
vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”);该反应的平衡常数KA
 
KB(填“>”、“<”或“=”);在250℃、1.0×104kPa下达到平衡,H2的转化率为
 
%(计算结果保留小数点后一位).
考点:合成氨条件的选择,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:(1)达到平衡时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,以此衍生的一些物理量也不变,以此判断是否达到平衡状态;
(2)为了提高氢气的转化率,应使平衡向正反应移动,结合反应的特点分析选项判断平衡移动的方向,然后进行判断;
(3)温度越大,压强越大,反应速率越大;平衡常数只受温度的影响,升高温度平衡向吸热方向移动,吸热反应平衡常数增大;
解答:解:(1)A.混合气体的压强不再发生变化,在恒温恒容密闭容器中,因为合成氨是气体分子数目减小的反应,混合气体的压强不再发生变化,说明达到平衡状态,故A正确;
B.反应前后气体的物质的量不相等,混合气体的相对分子质量不再发生变化,可说明气体的总物质的量不变,说明达到平衡状态,故B正确;
C.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比可能只是某一时刻的比值,不能证明是否达到平衡,故C错误;
D.无论是否达到平衡状态,都存在单位时间内断开3a个H-H键的同时形成6a个N-H键,不能说明达到平衡状态,故D错误;
E.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化,说明各物质浓度不变,反应达到平衡状态,故E正确;
故选:ABE;
(2)A.增大压强,平衡向正方向移动,氢气的转化率提高,故A正确;
B.催化剂只能够同等程度加快反应速率,但是平衡不移动,氢气转化率不变,故B错误;
C.合成氨为放热反应,升高温度平衡逆向移动,氢气的转化率降低,故C错误;
D.及时分离出产物中的NH3,减少生成物浓度,平衡正向移动,氢气转化率提高,故D正确;
故选:AD;
(3)温度越大,压强越大,反应速率越大,由图可知,B对应的温度、压强大,则反应速率大;合成氨的反应是放热的,所以温度升高,速率加快,反应的平衡常数减小,因为A点温度低,所以kA>kB
在250℃、1.0×104kPa下达到平衡,氨气的体积分数是50%,则设N2的转化量为x,
       N2+3H2?2NH3
初始量:1   3       0
变化量:x   3x     2x
平衡量:1-x 3-3x   2x
2x
1-x+3-3x+2x
=50%,解得x=
2
3
,氢气的转化率=
2
3
×3
3
×100%=66.7%;
故答案为:<;>;66.7.
点评:本题考查化学平衡图象、反应速率计算、化学平衡常数、化学平衡状态判断等,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,题目难度较大,熟练掌握化学平衡理论知识是解题关键.
练习册系列答案
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工业上合成氨时一般采用700K左右的温度,其原因是(  )
①提高合成氨的速率 ②提高氢气的转化率③提高氨的产率 ④催化剂在700K时活性最大.
A、只有①B、①②
C、②③④D、①④

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科目:高中化学 来源: 题型:

合成氨工业采用下列措施是为了使平衡正向移动而提高反应物转化率的是(  )
A、采用高温B、采用高压
C、使用催化剂D、以上均不对

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下列说法正确的是(  )
①用25mL酸式滴定管可以准确放出8.00mL的稀盐酸;
②可用干燥的pH试纸测定氯水的pH;
③使用容量瓶配制溶液,定容时俯视,所得溶液的浓度偏大;
④加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成,则原溶液中-定有大量CO32-存在;
⑤在某温度下,一定量的醋酸与氢氧化钠溶液充分混合,若溶液呈碱性时,溶液中离子浓度大小的关系一定为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);
⑥下列元素的最高价氧化物的水化物酸碱性强弱(按碱性到酸性排列):NaOH>Al(OH)3>H2SO4>HClO4
A、②④⑤B、①③⑥C、①③④D、③⑤⑥

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下列有关研究物质性质的方法和程序的说法,正确的是(  )
A、探究金属钠的性质只需应用实验法即可B、研究未知物质的性质可按照观察→实验→预测→结论的顺序进行C、科学家提出的假说一定能成为科学理论D、使用模型有助于人们研究物质的性质

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用NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是(  )
A、25°C时,pH=12的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.02NA
B、室温下,14.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的C-H键数目为2.0NA
C、1L 0.5mol?L-1 的(NH42SO4溶液中含有的N
H
+
4
数目为NA
D、标准状况下,22.4LCCl4中含有的共用电子对数目为4.0NA

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NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(  )
A、常温下,30L pH=ll的Na2CO3溶液中含有的OH-数为0.03NAB、用含有0.1mol FeCl3的饱和溶液制得的氢氧化铁胶体中,胶粒数等于0.1NAC、25℃时,PH=13的1L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数为0.2NAD、100mL 12mol?L-1浓盐酸与足量MnO2加热反应,产生的氯气分子数为0.3NA

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将0.5L 1mol/L FeCl3溶液加水稀释至1L,所得溶液中氯离子的物质的量浓度是

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在汽车尾气处理装置中加入适当的催化剂,能发生如下反应:4CO+2NO2 4CO2+N2。下列对该反应的说法中正确的是

A.该反应是非氧化还原反应

B.该反应中氧化剂是CO、还原剂是NO2

C.该反应能减少汽车尾气对环境的污染

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