2018-2019学年鲁科版选修四 第2章第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨 作业2
2018-2019学年鲁科版选修四 第2章第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨 作业2第3页

容器

编号 起始时各物质

的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化 平衡时

氨气的

体积

分数 N2 H2 NH3 ① 1 3 0 放出热量

23.15 kJ W1 ② 0.9 2.7 0.2 放出热量Q W2   下列判断正确的是(  )

  A.W1>W2,Q<23.15 kJ

  B.W1=W2,Q=23.15 kJ

  C.W123.15 kJ

  D.W1=W2,Q<23.15 kJ

  解析:选D。1、3、0的配比与0.9、2.7、0.2的配比的平衡状态为等效平衡,则W1=W2,但放出的热量决定于N2和H2实际消耗量,则23.15 kJ>Q。

  9.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,在某一时间段t0~t6中反应速率与反应过程的曲线如图所示,试回答下列问题:

  

  (1)合成氨反应已达平衡状态的时间段为________________________________________________________________________。

  (2)t1~t2时间段是________(填改变条件,下同)使平衡向________(填"逆反应"或"正反应",下同)方向移动;t4~t5时间段是________使平衡向________方向移动。

  (3)在此过程中,氨的百分含量最高的一段时间是________。

  解析:(1)由图可知,v正=v逆的状态为平衡状态,即t0~t1、t2~t4、t5~t6三个时间段为平衡状态。(2)t1~t2时间段v正、v逆都增大,且v逆增大的多,若是加压,则v正增大的多,由于正反应方向是放热反应,故升温,v正、v逆都增大,且v逆增大的多;t4~t5时间段,v′正、v′逆都减小,且v′正减小的多,依据反应的特点,故改变的条件是降低压强,平衡向逆反应方向移动。(3)t0~t6时间段,除t0~t1、t2~t4、t5~t6三个时间段为平衡状态外,t1~t2、t4~t5时间段都是平衡向逆反应方向移动的,故氨的百分含量是逐渐减小的,所以在t0~t1时间段中氨的百分含量最高。

  答案:(1)t0~t1、t2~t4、t5~t6 (2)升高温度 逆反应 降低压强 逆反应 (3)t0~t1

  10.在密闭容器中,使1 mol N2和3 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。

  (1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度之比为________。

  (2)保持体积不变,升高温度,平衡________(填"正向"、"逆向"或"不")移动,气体密度________(填"变大"、"变小"或"不变")。

  (3)当反应达到平衡时,保持温度、体积不变,充入氩气,平衡________(填"正向"、"逆向"或"不")移动。

  (4)当反应达到平衡时,保持温度、压强不变,充入氩气,平衡________(填"正向"、"逆向"或"不")移动。

  (5)当反应达到平衡时,保持温度、体积不变,充入氮气,平衡________(填"正向"、"逆向"或"不")移动,氢气的转化率________(填"增大"、"减小"或"不变")。

解析:(1)以化学计量数之比通入反应物时转化率相等,故平衡时的N2和H2浓度之比为1∶3。(2)升温平衡逆向移动,但体积不变,质量不变,故密度不变。(3)温度、体积不变