Question

【题目】合成氨工业的核心反应是：N2(g)+3H2(g)2NH3(g）△H=QKJ/mol，能量变化如图所示，回答下列问题：

（1）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1（填“增大”，、“减小”、“不变”，下同）；E2-E1_______。

（2）在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 molN2和l.5 mol H2，充分反应后，放出的热量____46.2KJ。（填“<”、“>”或“=”)

（3）关于该反应的下列说法中，正确的是_____

A．△H>0，气体分子数目增多

B．△H>0，气体分子数目减少

C．△H<0，气体分子数目增多

D．△H<0 ，气体分子数目减少

（4）将一定量的N2(g)和H2(g）放入1L 密闭容器中，在500℃ 、2×l07 Pa下达到平衡，测得N2为0.10 mol, H2为0.30 mol, NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2的转化率_____。若升高温度，K值变化_______（填“增大”、“减小”或“不变）。

（5）在上述（4）反应条件的密闭容器中欲提移合成氨中H2的转化率，下列措施可行的_____（填字母）。

A．向容器中按原比例再充入原料气 B．向容器中再充入惰性气体

C．改变反应的催化剂 D．分离出氨气

Answer 1

【答案】 减小 不变 < D 33.3% AD

【解析】试题分析：（1）加入催化剂，降低反应的活化能，则E1和E2都减小，但是不会改变反应的焓变，所以E2-E1不变，故答案为：减小；不变；

（2）当0.5mol N2和1.5mol H2完全反应时，才能放出46.2kJ的热量，但反应为可逆反应，不能完全进行，则密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量小于46.2kJ；

（3）N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=QKJmol-1 ，图象分析可知反应是放热反应△H＜0，反应前后是气体体积减小的反应，△S＜0；故答案为D；

（4）根据化学方程式和三段式列式计算：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

初始浓度； 0.6 0.45 0

变化浓度：0.5 0.15 0.1

平衡浓度：0.1 0.3 0.1

该条件下H2的转化率=×100%≈33.3%，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；

（5）根据化学平衡：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），反应是气体体积减小的放热反应，欲提高H2的转化率，平衡正向进行；A．向容器中按原比例再充入原料气，则压强增大，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故A正确；B．向容器中再充入惰性气体，则各组分浓度不变，平衡不移动，氢气的转化率不变，故B错误；C．改变反应的催化剂，不影响平衡的移动，氢气的转化率不变，故C错误；D．液化生成物分离出氨，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故D正确；故答案为AD。