Question

【題目】(1)合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要意義，對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0。寫出該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式_______，升高溫度，該反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率_______，氫氣的轉(zhuǎn)化率_______ (以上均填“增大”、“減小”或“不變”)。實(shí)際生產(chǎn)中溫度一般控制在500℃，原因是_______。

(2)在500℃下合成甲醇的反應(yīng)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(qiáng)為p0，測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

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

②下列能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)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(gè)容積都是2L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

則乙容器中反應(yīng)起始向_______方向進(jìn)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(yīng) ＜

【解析】

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，由于反應(yīng)放熱，升高溫度，氫氣轉(zhuǎn)化率減小，實(shí)際生產(chǎn)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(yīng)進(jìn)行到4min時(shí)，反應(yīng)尚未達(dá)到平衡狀態(tài)，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(yīng)速率v(H2)=1.5mol/L÷4min=0.375mol·L-1·min-1；

②A. v正(CH3OH)=3v逆(H2)說(shuō)明正逆反應(yīng)速率不相等，故不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡；

B. CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1:3:1:1，與投料有關(guān)，不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡；

C.恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡；

D.恒溫恒容下，氣體的密度不是一個(gè)變量，當(dāng)其不再變化，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡；

故答案選C；

③容器乙，可根據(jù)曲線圖算出反應(yīng)的平衡常數(shù)，Qc＞K，平衡逆向進(jìn)行。將容器甲的投料歸到右邊相當(dāng)于是1mol甲醇和1mol水蒸氣，所以最終平衡時(shí)c1＜c2。