Question

（12分）氨是氮循環過程中的重要物質，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。 合成氨反應： N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） △H

（1）若該反應在一定條件下能自發，則該反應的△H    0、△S     0（填“＜”、“＞”或“=”）。

（2）在恒容容器中，下列描述中能說明上述反應已達平衡的是         。

A．3v(H₂)_正=2v(NH₃)_逆            

B．單位時間內生成n mol N₂的同時生成2n molNH₃

C．混合氣體的密度不再改變     

D．容器內壓強不隨時間的變化而變化

（3）一定溫度下，向2L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂，保持體積不變，0.5min后達到平衡，測得容器中有0.4mol NH₃，則平均反應速率v(N₂)=           ，該溫度下的平衡常數K=            。若升高溫度，K值變化      （填“增大”、“減小”或“不變”）。

（4）為了尋找合成NH₃的溫度和壓強的適宜條件，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。請在下表的①②處填入合適的實驗條件數據。

實驗編號	T(℃)	n (N2)/n(H2)	P(MPa)	平衡時NH3百分含量
ⅰ	450	1/3	1
ⅱ	①	1/3	②
ⅲ	480	1/3	10

 

Answer 1

【答案】

（1）   ＜  ， ＜   （每空1分）  （2）    BD      （2分）

（3） 0.2mol/（L· min）     、     0.058         、   減小   （每空2分）

（4）①     450（或480）       、②  10（或1）       。（每空1分）

【解析】（1）根據方程式可知△S＜，又因為反應是自發的，所以△H＜0。

（2）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。A中反應速率的方向相反，但滿足速率之比是相應的化學計量數之比，不正確。B中反應速率的方向相反，且滿足速率之比是相應的化學計量數之比，正確。反應前后體積減小，所以壓強也是減小的，D可以說明。密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，C不正確。答案選BD。

（3）容器中有0.4mol NH₃，則消耗氮氣是0.2mol，所以其反應速率是0.2mol÷2L÷0.5min＝0.2mol/(L·min)。平衡時氫氣、氮氣、氨氣的濃度分別是1.2mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L，所以平衡常數K＝。正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小。

（1）如果實驗①②中溫度相同，則壓強就不同，反之亦然，同樣實驗②③中壓強相同，溫度就不同，反之亦然。