Question

氨气是生产氮肥、硝酸、纯碱等的重要原料．
（1）实验室模拟合成氨．在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料（单位是mol/L），平衡时测得甲容器中H₂的转化率为20%．

	N2	H2	NH3
甲	1	3	0
乙	0.5	1.5	1
丙	0	0	4

①平衡时甲容器中氨气的浓度为

 

．
②乙容器中开始反应时，v_逆

 

v_正（填＜、＞或﹦）．
③达平衡时，甲、乙、丙三容器中NH₃的体积分数由大到小的顺序为

 

．
（2）工业上以NH₃和CO₂为原料合成尿素[CO（NH₂）₂]，反应的化学方程式为2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l），该反应的平衡常数和温度关系如下：

T/℃	165	175	185	195
K	111.9	74.1	50.6	34.8

①焓变△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一定温度和压强下，若原料气中的NH₃和CO₂的物质的量之比（氨碳比）

n(NH3)

n(CO2)

=x，如图是氨碳比（x）与CO₂平衡转化率（α）的关系．α随着x增大而增大的原因是

 

．
③如图中的B点处，NH₃的平衡转化率为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）①根据氢气的转化率，利用三段式分析计算；
②将乙容器中起始的各物质折算成反应物与甲容器比较，结合①中的数据作判断；
③根据影响平衡移动的外界条件判断；
（2）①根据温度对平衡移动的影响判断；
②根据浓度对平衡的影响判断；
③根据化学方程式利用三段式进行计算．

解答： 解：（1）①利用三段式，
              3H₂（g）+N₂（g）?2NH₃（g）
起始（mol/L）   3       1       0
转化（mol/L）   0.6     0.2     0.4
平衡（mol/L）   2.4     0.8     0.4
所以，平衡时甲容器中氨气的浓度为0.4mol/L，故答案为：0.4mol/L； 
②将乙容器中起始的各物质折算成反应物得，氢气3mol/L，氮气1mol/L，与甲容器起始量相同，所以与甲容器中反应为等效平衡，结合甲容器中平衡时的数据可知，容器乙中反应要逆向进行，所以v_逆＞v_正，故答案为：＞；
③将丙容器中氨气折算成反应物，与甲容器比较，起始物质的量都是甲容器中的2倍，由于容器体积相同，所以压强大，而该反应为体积减小的反应，加压平衡正向移动，氨的体积分数增大，而甲、乙是互为等效平衡，氨的体积分数相同，故答案为：丙＞甲=乙；
（2）①根据表中数据可知，温度升高平衡常数减小，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，故答案为：＜；
②增加氨气的浓度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的起始量没有变化，所以二氧化碳的转化率增大，即X值越大，CO₂平衡转化率越高，故答案为：c（NH₃）增大，平衡正向移动；
③根据三段式进行计算，设二氧化碳起始物质的量为1mol，
              2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l），
起始（mol）      4       1           0           0
转化（mol）    1.28     0.64    
平衡（mol）    2.72     0.36
所以NH₃的平衡转化率为

1.28

4

×100%=32%，故答案为：32%．

点评：本题主要考查了根据化学平衡的计算、等效平衡、转化率的计算等知识点，中等难度，有一定的综合性．