Question

【题目】(1)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义，对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0。写出该反应化学平衡常数表达式_______，升高温度，该反应化学反应速率_______，氢气的转化率_______ (以上均填“增大”、“减小”或“不变”)。实际生产中温度一般控制在500℃，原因是_______。

(2)在500℃下合成甲醇的反应原理为：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，在1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，压强为p0，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①反应进行到4 min时，v(正)________ (填“＞”“＜”或“=”)v(逆)。0～4 min，H2的平均反应速率v(H2)= _______。

②下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______。

A v正(CH3OH)=3v逆(H2) B CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1:3:1:1

C 恒温恒压下，气体的体积不再变化 D 恒温恒容下，气体的密度不再变化

③500℃、在2个容积都是2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

则乙容器中反应起始向_______方向进行；c1_______c2(填“＞”“＜”或“=”)。

Answer 1

【答案】 增大 减小 此温度下催化剂的活性较高 ＞ 0.375 C 逆反应 ＜

【解析】

（1）该反应的平衡常数为K=，升高温度，化学反应速率加快，由于反应放热，升高温度，氢气转化率减小，实际生产中温度一般控制在500℃，原因是此温度下催化剂的活性较高；

（2）①反应进行到4min时，反应尚未达到平衡状态，v(正)＞v(逆)，0～4 min，CO的浓度减少了0.5mo/L，则氢气的浓度减少了1.5mol/L，H2的平均反应速率v(H2)=1.5mol/L÷4min=0.375mol·L-1·min-1；

②A. v正(CH3OH)=3v逆(H2)说明正逆反应速率不相等，故不能说明反应已达平衡；

B. CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1:3:1:1，与投料有关，不能说明反应已达平衡；

C.恒温恒压下，气体的体积不再变化，说明反应已达平衡；

D.恒温恒容下，气体的密度不是一个变量，当其不再变化，不能说明反应达到平衡；

故答案选C；

③容器乙，可根据曲线图算出反应的平衡常数，Qc＞K，平衡逆向进行。将容器甲的投料归到右边相当于是1mol甲醇和1mol水蒸气，所以最终平衡时c1＜c2。