问题 问答题

合成氨反应过程中的能量变化如图所示,据图回答下列问题:

(1)该反应通常用活性铁作催化剂,加活性铁会使图中B点______(填升高、降低或不变),理由是______;

(2)该反应平衡常数表达式为:K=______,当浓度商Q______K(填“<”、“>”或“=”)时,反应向右进行.

(3)450℃时该反应的平衡常数______500℃时的平衡常数(填“<”、“>”或“=”).

(4)一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的措施是______(填字母代号).

a.高温高压   b.加入催化剂   c.增加N2的浓度

d.增加H2的浓度   e.分离出NH3

(5)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器
反应物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3
NH3的浓度(mol•L-1c1c2c3
反应物转化率a1a2a3
下列说法正确的是______.

A.c1<c2    B.2c1<c3   C.a1+a2=1  D. a2<a3

答案

(1)催化剂是通过降低反应的活化能来加快化学反应速率的,所以加活性铁会使图中B点降低,故答案为:降低;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低;

(2)合成氨的平衡常数表达式为:K=

[NH3]2
[N2][H2]3
,根据K和Q的关系,当浓度商Q<K时,反应向右进行,直到达到平衡状态,故答案为:
[NH3]2
[N2][H2]3
;<;

(3)合成氨的反应是放热反应,当温度升高,则平衡常数减小,故答案为:>;

(4)一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,即让化学平衡正向进行即可,可以增加反应物N2的浓度、分离出NH3(减小生成物的浓度),高温条件会使平衡向左进行,加入催化剂不会改变反应物的转化率,增加H2的浓度会使得氢气的转化率减小,故答案为:ce;

(5)根据等效原理:投入物质1molN2、3molH2和2molNH3是等效的,所以a1+a2=1,c1=c2,投入4mol的氨气,是甲和乙投入量的2倍,但是压强增大的同时,化学平衡会向正向移动,所以2c1<c3

故答案为:BC.

单项选择题
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