Question

．(21分)合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。其原理為：
N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)  △H= -92.4KJ/mol  ，據此回答以下問題：
（1）下列有關該反應速率的敘述，正確的是（選填序號）         。
a．升高溫度可以增大活化分子百分數，加快反應速率
b．增大壓強不能增大活化分子百分數，所以不可以加快反應速率
c．使用催化劑可以使反應的活化能降低，加快反應速率
d．活化分子間所發生的碰撞為有效碰撞
e．降低溫度，V_正、V_逆均減小且V_正減小的倍數小于V_逆減小的倍數。
f．在質量一定的情況下，催化劑顆粒的表面積大小，對反應速率有顯著影響
（2）①該反應的化學平衡常數表達式為K=_______________________。
②根據溫度對化學平衡影響規律知，對于該反應，溫度越高，其平衡常數的值越_____ 。
（3）某溫度下，若把10 mol N₂與30 mol H₂置于體積為10 L的密閉容器內，反應達到平衡狀態時，測得平衡混合氣體中氨的體積分數為20%，則該溫度下反應的K=___________（可用分數表示）。能說明該反應達到化學平衡狀態的是               （填字母）。
a．容器內的密度保持不變              
b．容器內壓強保持不變    
c．υ_正（N₂）＝2υ_逆（NH₃）            
d．混合氣體中c（NH₃）不變
e.容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變
（4）對于合成氨反應而言，下列有關圖象一定正確的是（選填序號）_____________。

（5）相同溫度下，有恒容密閉容器A和恒壓密閉容器B，兩容器中均充入1mol N₂和3 molH₂，此時兩容器的體積相等。在一定條件下反應達到平衡狀態，A中NH₃的體積分數為a，放出熱量Q₁ kJ；B中NH₃的體積分數為b，放出熱量Q₂ kJ。則：a_____b(填>、=、<)， Q₁_____ Q₂(填>、=、<)， Q₁_____92.4(填>、=、<)。

Answer 1

（1）a、c、f、e、  （4分）
（2）① （2分） ②小    (2分)
（3） （2分）  ；b、d 、e（全對3分，選對1個給1分，錯選0分）
（4）ac     ………（2分）（5） a<b    Q₁<Q₂      Q₁< 92.4 （各2分）

（1）增大壓強能增大單位體積內活化分子百分數，所以能增大反應速率，b不正確。活化分子間所發生的碰撞不一定都是有效碰撞，把能夠發生化學變化的碰撞稱為有些碰撞，d不正確，其余都是正確的，答案選acef。
（2）①平衡常數是在一定條件下，可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度冪之積的比值，所以表達式為。
②正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小。
（3）           N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)
起始量（mol）   10     30           0
轉化量（mol）    x     3x           2x
平衡量（mol）  10－x   30－3x       2x
所以有
解得x＝
所以平衡常數為
在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態，所以D正確。密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，a不正確。反應是體積減小的，所以壓強也是減小的，b正確。C中反應速率的方向相反，但不滿足速率之比是相應的化學計量數之比，不正確。混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以d可以說明。答案選bde。
當反應平衡時，物質的濃度不一定是相等的，b不正確。催化劑不能改變平衡狀態，所以c正確，溫度越高，壓強越大，達到平衡的時間就越少，a正確，答案選ac。
（5）因為反應是體積減小的，所以壓強也是減小，即B中壓強高于A中的，所以B中反應物的轉化率高，放出的熱量也多，氨氣的含量也高。但反應是可逆反應，所以轉化率得不到100％，因此不可能92.4kJ熱量。