Question

【題目】合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑，其研究來自正確的理論指導(dǎo)，合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下：

溫度（℃）	360	440	520
K值	0.036	0.010	0.0038

（1）①寫出工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式_________。

②由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，理由是_________。

③理論上，為了增大平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_________。（填序號(hào)）

a. 增大壓強(qiáng) b. 使用合適的催化劑

c. 升高溫度 d. 及時(shí)分離出產(chǎn)物中的NH3

（2）原料氣H2可通過反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)獲取，已知該反應(yīng)中，當(dāng)初始混合氣中的恒定時(shí)，溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡混合氣CH4含量的影響如下圖所示：

①圖中，兩條曲線表示壓強(qiáng)的關(guān)系是：P1_____P2（填“＞”、“=”或“＜”）。

②該反應(yīng)為________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。

（3）原料氣H2還可通過反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)獲取。T℃時(shí)，向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1mol CO，反應(yīng)達(dá)平衡后，測(cè)得CO的濃度為0.08 mol·L-1

①平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為_________。

②該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為_________。

Answer 1

【答案】 隨溫度升高，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小 a、d ＜ 吸熱 60％ 或2.25

【解析】

（1）①工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為：；

②對(duì)于放熱反應(yīng)而言，升高溫度，K值減小，表中的數(shù)據(jù)表明升高溫度，K值在減小，所以可以推出該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

③a. 增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向（氣體體積減小的方向）移動(dòng)移動(dòng)，則H2的轉(zhuǎn)化率增大，a正確；

b. 催化劑不影響平衡的移動(dòng)，不會(huì)引起H2的轉(zhuǎn)化率的改變，b錯(cuò)誤；

c. 升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向（吸熱反應(yīng)方向）移動(dòng)，則H2的轉(zhuǎn)化率減小，c錯(cuò)誤；

d. 及時(shí)分離出NH3，則NH3的濃度減小，平衡正向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率增大，d正確；

故合理選項(xiàng)為a、d；

（2）①溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)由P1變?yōu)?/span>P2，CH4的平衡含量升高，說明平衡逆向移動(dòng)，由于該反應(yīng)的逆反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)增大，即P1＜P2；

②壓強(qiáng)相同時(shí)，升高溫度，CH4的平衡含量降低，說明平衡正向移動(dòng)，則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；

（3）該反應(yīng)的三段式為（單位：mol·L-1）：

	CO (g)+	H2O(g)	CO2(g)+	H2(g)
	1	1	1	1
起	0.2	0.2	0	0
轉(zhuǎn)	0.12	0.12	0.12	0.12
平	0.08	0.08	0.12	0.12

①CO的轉(zhuǎn)化率為=60%；

②K===2.25。