Question

【題目】a-Fe(III)晶面鐵原子簇是合成氨工業的一種新型高效催化劑，N2和H2在其表面首先變為活化分子，反應機理為①H2 (g)=2H(g) △H1，②N2(g)+2H(g)2(NH)(g) △H2， ③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g) △H3， ④(NH2)(g)+H(g) NH3 (g) △H4，總反應為N2 (g)+3H2(g)2NH3 (g) △H。下列說法正確的是

A. 催化劑能夠有效降低反應的活化能和改變反應的焓變

B. 增大壓強和使用高效催化劑均有利于提高總反應的平衡轉化率

C. 反應①和總反應均為放熱反應

D. △H=3△H1+△H2+2△H3+2△H4

Answer 1

【答案】D

【解析】

反應機理為①H2 (g)=2H(g)△H1，②N2(g)+2H(g)2(NH)(g)△H2，③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g)△H3， ④(NH2)(g)+H(g) NH3 (g) △H4；根據蓋斯定律，①×3+②×2+③×2+④×2可得總反應為N2 (g)+3H2(g)2NH3 (g) △H=3△H1+△H2+2△H3+2△H4。

A. 催化劑能夠有效降低反應的活化能，不能改變反應的焓變，故A錯誤；

B. 根據總反應，正反應為氣體體積減小的體系，增大壓強平衡向右移動，有利于提高總反應的平衡轉化率，但是使用高效催化劑只是加快反應速率，平衡不移動，轉化率不變，故B錯誤；

C. 反應①為氫氣分子變為氫原子，是斷鍵過程，吸熱，故C錯誤；

D. 根據上述分析可得，△H=3△H1+△H2+2△H3+2△H4，故D正確。

答案選D。