Question

氨氣是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的化工原料．
（1）工業(yè)上合成氨選擇500℃左右高溫而非常溫進(jìn)行的主要目的是

 

；
（2）氨用于工業(yè)制硝酸的主反應(yīng)為：
4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g），△H=mkJ/mol（m＜0）
在容積固定的VL恒溫密閉容器中充入反應(yīng)物發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如表：

時(shí)間/濃度	c（NH3）（mol/L）	c（O2）（mol/L）	c（NO）（mol/L）
起始	0.800	1.000	0.000
第2min	a	b	c
第4min	0.400	0.500
第6 min	0.700	0.625	0.120

①下列能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

A．容器中氣體平均摩爾質(zhì)量不變    B．c （O₂）不變
C．v（O₂）=1.25v（NH₃）            D．體系氣體無(wú)顏色變化
E．體系壓強(qiáng)不變
②反應(yīng)在第2min時(shí)，容器中壓強(qiáng)與反應(yīng)前之比為19：18，則a=

 

mol/L在0～2min時(shí)，容器內(nèi)放出能量為

 

kJ；
③反應(yīng)在第4min時(shí)改變了條件，改變的條件最可能是

 

；此時(shí)v（正）

 

 （填“增大”、“減小”或“不變”）；
④若在容積固定的絕熱密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，其余條件不變，在0～2min時(shí)其平均速率與原來(lái)相比

 

（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率與原來(lái)相比

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)溫度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)可逆反應(yīng)4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）的影響進(jìn)行分析；
（2）①根據(jù)達(dá)到平衡狀態(tài)，一定滿(mǎn)足正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化進(jìn)行判斷；
②設(shè)在第2min時(shí)轉(zhuǎn)化了xmol氨氣，壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，根據(jù)反應(yīng)在第2min時(shí)，容器中壓強(qiáng)與反應(yīng)前之比為19：18計(jì)算出a；根據(jù)消耗4mol氨氣放出-mkJ熱量計(jì)算出該反應(yīng)放出的熱量；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)反應(yīng)物濃度都增大判斷平衡移動(dòng)分析及改變的條件；根據(jù)平衡移動(dòng)分析判斷正反應(yīng)速率變化；
④根據(jù)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中溫度升高，此條件下比原平衡溫度高進(jìn)行分析反應(yīng)速率變化及轉(zhuǎn)化率變化．

解答：解：（1）4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g），該反應(yīng)是氣體體積減小、放熱的可逆反應(yīng)，要使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，應(yīng)降低溫度、增大壓強(qiáng)，但溫度過(guò)低反應(yīng)速率過(guò)小，不利于工業(yè)生成效益；溫度越高，反應(yīng)速率越大，所以應(yīng)適當(dāng)升高溫度，使反應(yīng)速率增大；使用催化劑也能增大反應(yīng)速率，但在500℃左右時(shí)催化劑的活性最大，所以選擇采用500℃左右的溫度進(jìn)行，
故答案為：在此溫度下催化劑的活性最大；
（2）①A．該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，氣體的總物質(zhì)的量在達(dá)到平衡狀態(tài)之前是變量，氣體的質(zhì)量不變，若容器中氣體平均摩爾質(zhì)量不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B．c （O₂）不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．v（O₂）=1.25v（NH₃），沒(méi)有告訴是正逆反應(yīng)速率，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．該反應(yīng)過(guò)程中混合氣體始終為無(wú)色，無(wú)法根據(jù)顏色變化判斷平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
E．該反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中氣體的物質(zhì)的量逐漸減小，壓強(qiáng)逐漸減小，若體系壓強(qiáng)不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故E正確；
故選ABE；
②設(shè)第2min消耗了xmol氨氣，根據(jù)反應(yīng)方程式4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△c
                                       4        5        4        6           1
                                       x                                      

1

4

x
反應(yīng)后混合氣體的濃度為：（0.800+1.000+0.25x）mol/L，根據(jù)氣體物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比可知，

(0.800+1.000+0.25x)mol/L

(0.800+1.000)mol/L

=

19

18

，
解得：x=0.400，則a=0.800-0.400=0.400；反應(yīng)消耗氨氣的物質(zhì)的量為：0.400mol/L×V=0.4Vmol，放出的熱量為：-m×

0.4Vmol

4mol

=0.1mVkJ，
故答案為：0.4；-0.1Vm；
③由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)物濃度增大，說(shuō)明平衡向著逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以應(yīng)該是降低了溫度；平衡向著逆向移動(dòng)，正逆反應(yīng)速率都會(huì)減小，
硅答案為：降低溫度；減��；
④由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若在容積固定的絕熱密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，其余條件不變，反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)體系的溫度高于原反應(yīng)，所以正逆反應(yīng)速率都增大；由于溫度升高，平衡向著逆向移動(dòng)，所以反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小，
故答案為：增大；減�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)平衡的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法、明確影響化學(xué)平衡的因素．