Question

【題目】氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在壓強(qiáng)為30MPa時，合成氨平衡混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)如下表：

溫度/℃	200	300	400	500	600
氨含量/%	89.9	71.0	47.0	26.4	13.8

請回答：

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)平衡移動原理，說明合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)的原因是_______。

(2)在一定溫度下，將2molN2和6molH2通入到體積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3，2min達(dá)到平衡狀態(tài)時，H2轉(zhuǎn)化率是50%，該溫度下的平衡常數(shù)K＝_______________(結(jié)果用最簡分?jǐn)?shù)表示)；欲使K增大，可以采取的措施是______。

(3)從化學(xué)平衡移動的角度分析，提高H2轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是______(選填序號字母)

a．及時分離出NH3 b．升高溫度 c．增大壓強(qiáng) d．使用催化劑

(4)NH3能分解為N2和H2，在相同條件下，測得分解后混合氣體密度為分解前的2/3，則氨的分解率為_____________。

Answer 1

【答案】 溫度升高，氨在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，溫度升高平衡向吸熱方向移動，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 16/27 降低溫度 ac 50%

【解析】（1）根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，氨氣減小，說明平衡逆向移動，從而判斷正反應(yīng)放熱。

（2） N2 ＋ 3H2 2NH3

起始： 2 6 0

反應(yīng)： 1 3 2 （氫氣轉(zhuǎn)化率50%，所以3mol氫氣反應(yīng)）

平衡： 1 3 2 （除以2L容器得濃度為：0.5 1.5 1）

正反應(yīng)放熱，降低溫度可以使K值增加。

（3）a及時分離出NH3，反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向移動，增大氫氣轉(zhuǎn)化率；b升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率降低；c增大壓強(qiáng)平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大；d催化劑不改變平衡，轉(zhuǎn)化率不變。

（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)物質(zhì)的總質(zhì)量不變，所以分解后混合氣體密度為分解前的2/3，說明分解后混合氣體體積為分解前的1.5倍。由阿伏加德羅定律，體積是1.5倍，說明物質(zhì)的量是1.5倍，設(shè)初始加入氨氣Xmol：

2NH3 N2 ＋ 3H2

起始： X 0 0

反應(yīng)： Y 0.5Y 1.5Y

平衡： X-Y 0.5Y 1.5Y

有：X-Y+0.5Y+1.5Y=1.5X，Y=0.5X，轉(zhuǎn)化率為50%