Question

氮氣與氫氣反應生成氨氣的平衡常數見下表：

	N2+3H2 2NH3
溫度	25℃	200℃	400℃	600℃
平衡常數K	5×108	650	0.507	0.01

 

（1）工業上合成氨的溫度一般控制在500℃，原因是                                。

（2）在2 L密閉容器中加入1 mol氮氣和3 mol氫氣，進行工業合成氨的模擬實驗，若2分鐘后，容器內壓強為原來的0.8倍，則0到2分鐘，氨氣的反應速率為________mol/(L·min)。

（3）下列說法能表明該反應達到平衡的是________

A．氣體的平均分子量不再變化             B．密閉容器內的壓強不再變化

C．v (N₂) = 2 v (NH₃)                      D．氣體的密度不再變化

（4）下列措施，既能加快該反應的反應速率，又能增大轉化率的是______________

A．使用催化劑     B．縮小容器體積      C．提高反應溫度     D．移走NH₃

（5）常溫下，在氨水中加入一定量的氯化銨晶體，下列說法錯誤的是______。

 A．溶液的pH增大    B．氨水的電離度減小    C．c(OH^-)減小    D．c(NH₄⁺)減小

（6）將氨水與鹽酸等濃度等體積混合，下列做法能使c(NH₄⁺)與c(Cl^－)比值變大的是________

A． 加入固體氯化銨                B．通入少量氯化氫 

C． 降低溶液溫度                  D．加入少量固體氫氧化鈉

 

Answer 1

【答案】

（1）催化劑的活性溫度且反應速率較快（2分）；

（2）0.2 mol/(L·min)（2分）；

（3）AB（2分）；

（4）B（2分）            （5）AD（2分）；         （6）AC（2分）

【解析】

試題分析：（1）工業上合成氨的溫度一般控制在500℃，原因主要是從反應的速率角度來考慮的，因為催化劑的活性溫度且反應速率較快。

（2）N₂+3H₂ 2NH₃，設反應后氮氣的物質的量為x，則氮氣轉化了1-x,氫氣剩余3-（1-x），氨氣生成2（1-x），根據壓強之比和物質的量成正比，可得關系式4：【1-x+3-（1-x）+2（1-x）】=1：0.8。最終求得氨氣的反應速率為0.2 mol/(L·min)。

（3）合成氨氣的反應，若沒有達到平衡，反應前后平均分子質量始終發生變化，密閉容器內的壓強也發生變化，而密度始終沒有改變，故選AB。而C中v (N₂) = 2 v (NH₃) 沒有說明反應的方向，無法做為判據。

（4）使用催化劑能加快速率但不能改變轉化率，A錯誤；縮小容器體積兩者都能實現，B正確；提高反應溫度能加快速率但轉化率降低，C錯誤；移走NH₃ 濃度降低，速率降低轉化率增大，D錯誤

（5）根據氨水中存在的電離平衡可知，加入一定量的氯化銨晶體，增大了c(NH₄⁺)，平衡右移， 溶液的pH減小， A錯誤； 氨水的電離度減小，B正確； c(OH^-)減小，C正確；c(NH₄⁺)減大， D錯誤。

（6）將氨水與鹽酸等濃度等體積混合，反應后生成氯化銨，此時溶液中存在NH₄⁺的水解平衡， 加入固體氯化銨，增大了銨根濃度，抑制了其水解，比值增大， A正確。通入少量氯化氫，氯離子增大程度大于銨根的增大程度，B錯誤。 降低溶液溫度，抑制其水解，銨根濃度增大， C正確。 加入少量固體氫氧化鈉，銨根濃度減小，D錯誤。

考點：本題考查弱電解質的電離平衡和鹽類水解平衡的移動問題。