Question

【題目】(1)合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要意義，對于密閉容器中的反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0。寫出該反應化學平衡常數表達式_______，升高溫度，該反應化學反應速率_______，氫氣的轉化率_______ (以上均填“增大”、“減小”或“不變”)。實際生產中溫度一般控制在500℃，原因是_______。

(2)在500℃下合成甲醇的反應原理為：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，在1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，壓強為p0，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

①反應進行到4 min時，v(正)________ (填“＞”“＜”或“=”)v(逆)。0～4 min，H2的平均反應速率v(H2)= _______。

②下列能說明該反應已達到平衡狀態的是_______。

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

C 恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化 D 恒溫恒容下，氣體的密度不再變化

③500℃、在2個容積都是2L的密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下：

則乙容器中反應起始向_______方向進行；c1_______c2(填“＞”“＜”或“=”)。

Answer 1

【答案】 增大 減小 此溫度下催化劑的活性較高 ＞ 0.375 C 逆反應 ＜

【解析】

（1）該反應的平衡常數為K=，升高溫度，化學反應速率加快，由于反應放熱，升高溫度，氫氣轉化率減小，實際生產中溫度一般控制在500℃，原因是此溫度下催化劑的活性較高；

（2）①反應進行到4min時，反應尚未達到平衡狀態，v(正)＞v(逆)，0～4 min，CO的濃度減少了0.5mo/L，則氫氣的濃度減少了1.5mol/L，H2的平均反應速率v(H2)=1.5mol/L÷4min=0.375mol·L-1·min-1；

②A. v正(CH3OH)=3v逆(H2)說明正逆反應速率不相等，故不能說明反應已達平衡；

B. CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1:3:1:1，與投料有關，不能說明反應已達平衡；

C.恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化，說明反應已達平衡；

D.恒溫恒容下，氣體的密度不是一個變量，當其不再變化，不能說明反應達到平衡；

故答案選C；

③容器乙，可根據曲線圖算出反應的平衡常數，Qc＞K，平衡逆向進行。將容器甲的投料歸到右邊相當于是1mol甲醇和1mol水蒸氣，所以最終平衡時c1＜c2。