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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.其原理为:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol,据此回答以下问题:
(1)下列有关该反应速率的叙述,正确的是(选填序号)
ad
ad

a.升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率
b.增大压强不能增大活化分子百分数,所以不可以加快反应速率
c.使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高,加快反应速率
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响
(2)①该反应的化学平衡常数表达式为K=
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)

②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越

(3)某温度下,若把10mol N2与30mol H2 置于体积为10L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=
1
12
1
12
(可用分数表示).能说明该反应达到化学平衡状态的是
bd
bd
(填字母).
a.容器内的密度保持不变               b.容器内压强保持不变
c.υ(N2)=2υ(NH3)             d.混合气体中 c(NH3)不变
(4)对于合成氨反应而言,下列有关图象一定正确的是(选填序号)
ac
ac



(5)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1mol N2和3molH2,此时两容器的体积相等.在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1kJ;B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2kJ.则:
a
b(填>、=、<),Q1
 Q2(填>、=、<),Q1
92.4(填>、=、<).
分析:(1)升高温度、增加压强、使用催化剂、增大接触面积均能加快反应速率;
(2)①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
②该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动;
(3)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
开始 1        3        0
转化 x        3x       2x
平衡1-x      3-3x      2x
平衡混合气体中氨的体积分数为20%,
2x
1-x+3-3x+2x
×100%=20%,
解得x=
1
3
,以此计算平衡常数K,并结合平衡的特征“等”、“定”来判定平衡;
(4)a.先出现拐点的先达到平衡,则T2大,温度高,平衡逆向移动;
b.平衡时浓度不一定相等;
c.使用催化剂加快反应速率,对平衡无影响;
(5)恒容密闭容器A,反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1kJ,
而恒压密闭容器B,均充入1mol N2和3molH2,反应发生后总物质的量减少,由pV=nRT可知,相对于A来说,相当于B加压,则平衡正向移动.
解答:解:(1)a.升高温度可以增大活化分子百分数,有效碰撞的次数增加,则加快反应速率,故a正确;
b.增大压强,增大活化分子数目,则加快反应速率,故b错误;
c.使用催化剂,降低反应的活化能,加快反应速率,但反应物分子平均能量不变,故c错误;
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响,接触面大,则反应速率大,故d正确;
故答案为:ad;
(2)①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则K=
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)
,故答案为:
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)

②该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡常数K减小,温度越高,K越小,故答案为:小;
(3)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
开始 1        3        0
转化 x        3x       2x
平衡1-x      3-3x      2x
平衡混合气体中氨的体积分数为20%,
2x
1-x+3-3x+2x
×100%=20%,
解得x=
1
3
,平衡常数K=
2
3
2
2
3
×23
=
1
12

由平衡的特征“等”、“定”可判定平衡,则
a.容器的体积、气体的质量始终不变,则容器内的密度保持不变,不能判断平衡,故a错误;               
b.该反应为反应前后体积不等的反应,则容器内压强保持不变,达到平衡,故b正确;
c.υ(N2)=2υ(NH3),正逆反应速率不等,反应没有达到平衡,故c错误;             
d.混合气体中 c(NH3)不变,为平衡的特征,达到平衡,故d正确;
故答案为:bd;
(4)a.先出现拐点的先达到平衡,则T2大,温度高,平衡逆向移动,与图象一致,故a正确;
b.平衡时浓度不一定相等,平衡浓度取决起始浓度和转化率,图象表示错误,故b错误;
c.使用催化剂加快反应速率,对平衡无影响,平衡时物质的浓度不变,与图象一致,故c正确;
故答案为:ac;
(5)恒容密闭容器A,反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1kJ,
而恒压密闭容器B,均充入1mol N2和3molH2,反应发生后总物质的量减少,由pV=nRT可知,相对于A来说,相当于B加压,则平衡正向移动,氨气的体积分数变大,所以a<b,B中放出的热量对,则Q1<Q2,热化学方程式中反应热为完全反应放出的热量,而A中不能完全转化,放出的热量少,则Q1<92.4,
故答案为:<;<;<.
点评:本题考查较综合,涉及化学平衡的计算、影响反应速率及平衡的因素、平衡的判定、热化学反应方程式,化学平衡图象等,注重高考常考查点的考查,注意图象的分析,题目难度中等.
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