Question

合成氨反應為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．圖1表示在一定的溫度下此反應過程中的能量的變化，圖2表示在2L的密閉容器中反應時N₂的物質的量隨時間的變化曲線．圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量對此反應平衡的影響．

下列說法正確的是（　　）

• A、該反應為自發(fā)反應，由圖1可得加入適當?shù)拇呋瘎�，E和△H都減小
• B、圖2中0～10min內該反應的平均速率v（H₂）=0.045mol?L^-1?min^-1，從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，則n（N₂）的變化曲線為d
• C、圖3中a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應物N2的轉化率最高的是b點
• D、圖3中T₁和T₂表示溫度，對應溫度下的平衡常數(shù)為K1、K2，則：T₁＞T₂，K₁＞K₂

Answer 1

分析：A．催化劑可以降低活化能，不影響焓變，由圖1可知，合成氨是焓減熵減過程，根據(jù)△G=△H-T△S可知，該反應在低溫下自發(fā)進行；
B．由圖2可知，0～10min內氮氣的物質的量變化量為0.6mol-0.3mol=0.3mol，根據(jù)v=

△n V

△t

計算v（N₂），再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（H₂）；
11min壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應移動，平衡時氮氣的物質的量小于原平衡；
C．圖3表示平衡時氨氣含量與氫氣起始物質的量關系，曲線上各點都處于平衡狀態(tài)，達平衡后，增大氫氣用量，氮氣的轉化率增大；
D．由圖3可知，氫氣的起始物質的量相同時，溫度T₁平衡后，氨氣的含量更高，該反應為放熱反應，降低溫度平衡向正反應移動，故溫度T₁＜T₂，據(jù)此解答．

解答：解：A．加入催化劑活化能E降低，但不影響焓變，△H不變，由圖1可知，合成氨是焓減熵減過程，△G＜0反應自發(fā)進行，根據(jù)△G=△H-T△S可知，該反應在低溫下自發(fā)進行，故A錯誤；
B．由圖2可知，0～10min內氮氣的物質的量變化量為0.6mol-0.3mol=0.3mol，v（N₂）=

0.3mol 2L

10min

=0.015mol/（L?min），速率之比等于化學計量數(shù)之比，故v（H₂）=3v（N₂）=3×0.015mol/（L?min）=0.045mol/（L?min），11min壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應移動，平衡時氮氣的物質的量小于原平衡，故n（N₂）的變化曲線為d，故B正確；
C．圖3表示平衡時氨氣含量與氫氣起始物質的量關系，曲線上各點都處于平衡狀態(tài)，故a、b、c都處于平衡狀態(tài)，達平衡后，增大氫氣用量，氮氣的轉化率增大，故a、b、c三點中，c的氮氣的轉化率最高，故C錯誤；
D．由圖3可知，氫氣的起始物質的量相同時，溫度T₁平衡后，氨氣的含量更高，該反應為放熱反應，降低溫度平衡向正反應移動，故溫度T₁＜T₂，溫度越高化學平衡越低，故K₁＞K₂，故D錯誤；
故選B．

點評：本題考查反應進程與反應熱關系圖象、化學平衡圖象、影響化學平衡的因素、化學平衡常數(shù)等，難度中等，理解外界條件對平衡的影響是解題關鍵．