Question

13．CH₄、和N₂在一定條件下能直接生成氨：3CH₄（g）+2N₂（g）$?_{催化劑}^{700℃}$3C（s）+4NH₃（g）△H＞0，700℃時(shí)，$\frac{n（C{H}_{4}）}{n（{N}_{2}）}$與CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示．下列判斷正確的是（　　）

• A． $\frac{n（C{H}_{4}）}{n（{N}_{2}）}$越大，CH₄的轉(zhuǎn)化率越高
• B． $\frac{n（C{H}_{4}）}{n（{N}_{2}）}$與不變時(shí)，升溫，NH₃的體積分?jǐn)?shù)會(huì)減小
• C． b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)比a點(diǎn)的大
• D． a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NH₃的體積分?jǐn)?shù)約為13%

Answer 1

分析 由圖可知，縱坐標(biāo)為甲烷的轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)為$\frac{n（CH{\;}_{4}）}{n（N{\;}_{2}）}$，$\frac{n（CH{\;}_{4}）}{n（N{\;}_{2}）}$越大，甲烷的轉(zhuǎn)化率越小；平衡正向移動(dòng)時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大，且平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，并利用a點(diǎn)甲烷轉(zhuǎn)化率為22%計(jì)算氨氣的體積分?jǐn)?shù)，以此來(lái)解答．

解答 解：A．由圖象看出，CH₄的轉(zhuǎn)化率隨$\frac{n（CH{\;}_{4}）}{n（N{\;}_{2}）}$的增大而降低，故A錯(cuò)誤；
B．△H＞0，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，NH₃的體積分?jǐn)?shù)會(huì)增大，故B錯(cuò)誤；
C．a(chǎn)b兩點(diǎn)的溫度相同，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，則平衡常數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；
D．a(chǎn)點(diǎn)甲烷轉(zhuǎn)化率為22%，$\frac{n（CH{\;}_{4}）}{n（N{\;}_{2}）}$=0.75，則設(shè)甲烷為3mol，氮?dú)鉃?mol，
      3CH₄（g）+2N₂（g）3C（s）+4NH₃（g）△H＞0
開(kāi)始    3       4                     0
轉(zhuǎn)化   0.66   0.44                    0.88
平衡   2.34    3.56                   0.88
則NH₃的體積分?jǐn)?shù)約為$\frac{0.88}{2.34+3.56+0.88}$×100%=13%，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握?qǐng)D象中縱橫坐標(biāo)的含義、影響平衡的因素及平衡常數(shù)、化學(xué)平衡三段法計(jì)算等為解答的關(guān)鍵，注重高考高頻考點(diǎn)的考查，題目難度中等．