(12分)氨在国民经济中占有重要的地位,请参与下列探究。
(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
C(s) + H2O(g)H2(g) + CO(g), ΔH =" +131.3" kJ·mol-1,ΔS =" +133.7" J·mol-1·K-1
该反应在低温下能否自发进行 (填:“能”或“否”)。
(2)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g)的K=0.5,
①2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K= (填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)正 v(N2)逆(填:>、<、=、不能确定)
(3)在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是 (填字母)。
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能,1>2
(1)否 (2)①2 ② = (3)D
题目分析:(1)△H-T△S<0,反应自发进行。根据题目数据,低温时(T过小)△H-T△S>0,反应不能自发进行。 (2)K=1/0.5=2;此时N2、H2、NH3的物质的量浓度分别为4mol/L、2mol/L、4mol/L,C(N2)C(H2)3 /C(NH3)2=2,即处于平衡状态 (3)该题图像有两个关键,一抓拐点,拐点的横坐标越小,说明达到平衡所需时间短反应速率快,由此温度高、压强大或者使用了催化剂;一抓水平线,水平线的纵坐标越大氨气体积分数越高,反应越正向进行。
点评:本题综合性强,是高考中的热点考题,主要考查学生的分析问题,解决问题的能力。