Question

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) ΔH＝－92.4 kJ/mol，據此回答以下問題：
(1)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的影響規律可知，對于該反應，溫度越高，其平衡常數的值越       。
(2)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．v_正(N₂)＝2v_逆(NH₃)
d．混合氣體中c(NH₃)不變
(3)對于合成氨反應而言，下列有關圖像一定正確的是(選填序號)       。

Answer 1

(1)①   ②小
(2)   b、d
(3)a、c

N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)ΔH＝－92.4 kJ/mol，
是一個氣體體積減小的放熱反應。
(1)①由方程式知K＝。
②升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，即向逆反應方向移動，c(NH₃)減小，c(N₂)、c(H₂)增大，故減小，K值減小。
(2)設N₂轉化了x mol·L^－1則
N₂(g)＋H₂(g)2NH₃(g)
開始時：(mol·L^－1)  1  3  0
轉化：(mol·L^－1)  x  3x  2x
平衡時：(mol·L^－1)  1－x  3－3x  2x
則＝20%，x＝；
K＝＝＝。
判斷平衡狀態的標志是①v(正)＝v(逆)，②各成分的濃度保持不變。ρ＝始終不變，a不能說明是否達平衡狀態，，c不能說明反應達平衡狀態。
(3)溫度越高，反應越快，達平衡所用時間越短。T₁<T₂，由T₁→T₂升高溫度，平衡向逆反應方向移動，NH₃的體積分數減小，a正確；達平衡時c(N₂)、c(H₂)、c(NH₃)不變，不是c(N₂)＝c(NH₃)＝c(H₂)，b錯誤；使用催化劑，加快反應速率，但平衡不移動，c正確。