Question

12．氨氣易液化，便于儲運，可利用NH₃作儲氫材料
①已知：2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H=+92.4kJ•mol^-1．氨氣自發(fā)分解的反應條件是高溫（填“低溫”或“高溫”）．
②合成氨工業(yè)中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解釋的是bd（填字母）．
a．用鐵觸媒加快化學反應速率     b．采用較高的壓強
c．采用較高的溫度               d．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來
③在一定溫度下，將1.5molN₂ 氣體和3.5molH₂ 氣體通入到體積為1升的密閉容器中．當反應達到平衡時，容器內氣體的壓強為起始時的80%，則合成氨反應的平衡常數(shù)為0.125（mol/L）^-2．

Answer 1

分析 ①氨氣分解為熵增的反應，根據(jù)△G=△H-T△S＜0，反應可以自發(fā)進行；
②勒夏特列原理為：如果改變影響平衡的條件之一，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動，使用勒夏特列原理時，該反應必須是可逆反應，否則勒夏特列原理不適用；
③根據(jù)壓強之比等于物質的量之比計算出平衡后，混合氣體的物質的量，利用差量法計算參加反應的氮氣的物質的量，平衡常數(shù)指生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值．

解答 解：①△G=△H-T△S＜0，反應可以自發(fā)進行，氨氣分解為熵增的反應，且△H為增大反應，故反應在高溫下可以自發(fā)進行，
故答案為：高溫；
②a、用鐵觸媒加快化學反應速率，是利用鐵觸媒做催化劑降低反應的活化能，加快反應速率，不改變化學平衡，不能用勒夏特列原理解釋，故不符合；
b、反應是氣體體積減小的反應，加壓平衡正向進行符合化學平衡移動原理，可以用勒夏特列原理解釋，故符合；
c、合成氨反應為放熱反應，升高溫度不利用平衡向正方向移動，但升溫卻可提高反應速率，催化劑活性大，與勒沙特列原理不符，故不符合；
d、將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，減少生成物濃度，平衡正向進行，可以用勒夏特列原理解釋，故符合；
故選：bd；
③反應達到平衡時，容器內氣體的壓強為起始時的80%，所以平衡時混合氣體的物質的量為（1.5mol+3.5mol）×80%=4mol，設參加反應的氮氣的物質的量是x，
 對于反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始濃度：1.5       3.5        0
變化濃度：x         3x        2x
平衡濃度：1.5-x      3.5-3x    2x
所以1.5-x+3.5-3x+2x=4，解得x=0.5mol，反應平衡常數(shù)k=$\frac{{1}^{2}}{1×{2}^{3}}$=0.125（mol/L）^-2．
故答案為：0.125（mol/L）^-2．

點評 本題考查反應自發(fā)性判斷、化學反應速率及化學平衡影響因素，側重考查學生的分析能力、對知識的應用能力，難度中等．