Question

已知下列反應(yīng)：
①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ?mol^-1．
②4NH₃（g）+5O₂（g） 

Pt-Rh  .

△

4NO（g）+6H₂O（g）；△H＜0
（1）在500℃、2.02×10⁷Pa和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1molN₂和3molH₂，充分反應(yīng)后，放出的熱量

＜

（填“＜”“＞”“=”）92.4kJ，理由是

N₂和H₂反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底

．
（2）為有效提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有

BCE

；
A．降低溫度    B．及時(shí)移出氨   C．增大壓強(qiáng)    D．降低壓強(qiáng)    E．循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?BR>（3）反應(yīng)②的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=

[NO]4[H2O]6

[NH3]4[O2]5

，溫度降低時(shí)，K值

增大

（填“增大”、“減小”或“無影響”）；
（4）在0.5L的密閉容器中，加入2.5mol N₂ 和 7.5mol H₂，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測出平衡混合氣的總物質(zhì)的量為6mol，則平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=

80%

．

Answer 1

分析：（1）N₂和H₂反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡的影響因素和條件變化進(jìn)行分析判斷；因增大反應(yīng)物的濃度，減少生成物的濃度，增大壓強(qiáng)，降低溫度工業(yè)合成氨反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率提高，但在實(shí)際生產(chǎn)中不能用低溫，因?yàn)闇囟鹊突瘜W(xué)反應(yīng)速率慢；
（3）平衡常數(shù)的計(jì)算方法列式計(jì)算；平衡常數(shù)隨溫度變化；
（4）結(jié)合化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算．

解答：解：（1）N₂和H₂反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)為：N₂+3H₂2NH₃，可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%，此溫度下的1molN₂和3molH₂放在一密閉容器中，不能生成2molNH₃，則反應(yīng)放出的熱量小于92.0kJ，
故答案為：＜；N₂和H₂反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底；
（2）為有效提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有：
A、反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降溫平衡正向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，但在實(shí)際生產(chǎn)中不能用低溫，因?yàn)闇囟鹊突瘜W(xué)反應(yīng)速率慢，故A不符合；
B、及時(shí)移出氨氣，能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，故B符合；
C、增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的反應(yīng)方向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，故C符合；
D、降低壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的反應(yīng)方向進(jìn)行，氫氣轉(zhuǎn)化率減小，故D不符合；
E、循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)�，能提高氫氣轉(zhuǎn)化率，故E符合；
故答案為：BCE；
（3）4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

[NO]4[H2O]6

[NH3]4[O2]5

；因工業(yè)合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，化學(xué)平衡常數(shù)增大，
故答案為：

[NO]4[H2O]6

[NH3]4[O2]5

；增大；
（4）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算：設(shè)氮?dú)廪D(zhuǎn)化物質(zhì)的量為x
                 N₂ +3H₂=2NH₃
  起始量（mol） 2.5   7.5   0
  變化量（mol） x     3x   2x 
  平衡量（mol） 2.5-x 7.5-3x 2x
平衡混合氣的總物質(zhì)的量為6mol，對應(yīng)的相對分子質(zhì)量：2.5-x+7.5-3x+2x=6
解得x=2，
則N₂轉(zhuǎn)化率為

2

2.5

×100%=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評：本題考查了可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡影響因素判斷、化學(xué)平衡計(jì)算等，試題的綜合性較強(qiáng)，難度中等．