Question

【題目】(1)將一定量的N2(g)和H2(g)放入2L的密閉容器中，在500℃、2×107Pa下發生如下反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

①在反應體系中加入催化劑，反應速率______，該反應的反應熱_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

②5分鐘后達到平衡，測得N2為0.2 mol，H2為0.6 mol，NH3為0.2 mol。氮氣的平均反應速率υ(N2)＝_________，H2的轉化率為______(保留小數點后一位)。

③欲提高②容器中H2的轉化率，下列措施可行的是________。

A．把氣體的體積壓縮至1L B．向容器中再充入惰性氣體

C．改變反應的催化劑 D．液化生成物分離出氨

(2)根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3和TiO2)表面與水發生下列反應：2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) H=akJ/mol，進一步研究NH3生成量與溫度關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數據如下：

T/K	303	313	323
NH3生成量/(10-6mol)	4.8	5.9	6.0

此合成反應的a_________0。(填“大于”、“小于”或“等于”)

Answer 1

【答案】增大 不變 0.01mol/(L·min) 33.3% AD 大于

【解析】

(1)①催化劑能加快反應速率，但不影響反應熱；

②根據化學反應速率和轉化率的公式計算；

③對于合成氨反應，欲增大反應物的轉化率，可設法讓平衡向正反應方向移動。具體方法為：加壓、降溫、把產物取走一部分、增大另一種反應物的濃度，但試圖通過充入稀有氣體讓體系的總壓強增大、加入催化劑、充入該反應物，都不能達到目的。

(2)根據溫度對化學平衡移動的影響分析。

(1)①在反應體系中加入催化劑，可以加快化學反應速率，但不能提高反應物的轉化率；催化劑能降低反應的活化能，但該反應的反應熱不變；

②

氮氣的平均反應速υ(N2)＝=0.01mol/(L·min)，H2的轉化率為=33.3%；

③A.把氣體的體積壓縮至1L，平衡正向移動，H2的轉化率提高，A可行；

B.向容器中再充入惰性氣體，雖然總壓強增大，但反應物與生成物的濃度沒有發生改變，平衡不發生移動，H2的轉化率不變，B不可行；

C.改變反應的催化劑，能改變化學反應速率，但不能改變反應物的轉化率，C不可行；

D.液化生成物分離出氨，減小生成物濃度，平衡正向移動，H2的轉化率增大，D可行；

故答案選AD；

(2)從表中數據可看出，升高溫度，NH3的生成量增大，說明平衡正向移動，所以正反應為吸熱反應，a大于0。