Question

合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的意義．其原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4KJ/mol，據(jù)此回答以下問題：
（1）下列有關(guān)該反應(yīng)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?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率
b．增大壓強(qiáng)不能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，所以不能加快反應(yīng)速率
c．使用催化劑可以使反應(yīng)物分子平均能量升高，加快反應(yīng)速率
d．恒容充入氦氣，壓強(qiáng)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大
（2）①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

．
②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知，對于該反應(yīng)，溫度升高，其平衡常數(shù)將

 

 （選填序號）．
a．增大        b．減小         c．不變
（3）某溫度下，若把10mol N₂與30mol H₂ 置于10L體積不變的密閉容器內(nèi)，10分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測得平衡時混合氣體中氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%，則該溫度下反應(yīng)的K=

 

（可用分?jǐn)?shù)表示），達(dá)到平衡時N₂的平均反應(yīng)速率為

 

，H₂的轉(zhuǎn)化率為

 

，能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）．
a．容器內(nèi)氣體的密度保持不變           b．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變
c．υ_正（N₂）=2υ_逆（NH₃）             d．混合氣體中 c（NH₃）不變．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計算,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題,化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）升高溫度、增加壓強(qiáng)、使用催化劑、增大接觸面積均能加快反應(yīng)速率，注意只有催化劑和溫度能使活化分子百分?jǐn)?shù)增大；
（2））①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始 1       3        0
轉(zhuǎn)化 x       3x       2x
平衡1-x      3-3x     2x
平衡混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%，

2x

1-x+3-3x+2x

×100%=20%，
解得x=

1

3

，以此計算平衡常數(shù)K，以此計算反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，并結(jié)合平衡的特征“等”、“定”來判定平衡．

解答： 解：（1）a．升高溫度可以增大活化分子百分?jǐn)?shù)，有效碰撞的次數(shù)增加，則加快反應(yīng)速率，故a正確；
b．增大壓強(qiáng)，可增大單位體積活化分子數(shù)目，則加快反應(yīng)速率，故b錯誤；
c．使用催化劑，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，但反應(yīng)物分子平均能量不變，故c錯誤；
d．恒容充入氦氣，壓強(qiáng)增大，但參加反應(yīng)氣體的濃度不變，則反應(yīng)速率不變，故d錯誤，
故答案為：a；
（2）①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，則K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

，故答案為：

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

；
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，則平衡常數(shù)K減小，溫度越高，K越小，故答案為：b；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始 1       3        0
轉(zhuǎn)化 x       3x       2x
平衡1-x      3-3x    2x
平衡混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%，

2x

1-x+3-3x+2x

×100%=20%，
解得x=

1

3

，平衡常數(shù)K=

2 3 2

2 3 ×23

=

1

12

，
達(dá)到平衡時N₂的平均反應(yīng)速率為v（N₂）=

1 3 mol/L

10min

=0.033mol/（L?min），
H₂的轉(zhuǎn)化率為

1 3 ×30mol

30mol

×100%=33.3%，
由平衡的特征“等”、“定”可判定平衡，則
a．容器的體積、氣體的質(zhì)量始終不變，則容器內(nèi)的密度保持不變，不能判斷平衡，故a錯誤；
b．該反應(yīng)為反應(yīng)前后體積不等的反應(yīng)，則容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，達(dá)到平衡，故b正確；
c．υ_正（N₂）=2υ_逆（NH₃），正逆反應(yīng)速率不等，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡，故c錯誤；
d．混合氣體中 c（NH₃）不變，為平衡的特征，達(dá)到平衡，故d正確；
故答案為：

1

12

；0.033mol/（L?min）；33.3%；bd．

點(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡的計算、影響反應(yīng)速率及平衡的因素、平衡的判定等，注重高考�？疾辄c(diǎn)的考查，注意圖象的分析，題目難度中等．