Question

（8分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。

（1）T℃时在2L的密闭容器中，N₂、H₂混合气体充分反应5min后放出热量46.2 kJ，用H₂表示的平均速率为              。

（2）合成氨厂可用反应CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)获得H₂，已知该反应的平衡常数随温度的变化如下表，试回答下列问题：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

①在800℃发生上述反应，向恒容反应器投入CO₂、H₂、CO、H₂O的物质的量分别为：1 mol、1 mol、2 mol、2 mol，此时该反应由       反应方向开始建立平衡。（选填“正”或“逆”）。

②在500℃时进行上述反应，若CO、H₂O的起始浓度均为0.020 mol·L^－1，在该条件下，CO的最大转化率为               。

③在其他条件不变的前提下，下列措施一定可以提高H₂的百分含量的有___________；

a．增加CO的用量             b．增加H₂O(g)的用量   

c．增大压强                  d．降低温度

Answer

（每空2分）（1）0.15mol·L－1·min－1 或0.15mol/（Lmin）（2分） （2）① 正 ②75% ③d

【解析】

试题分析：（1）T℃时在2L的密闭容器中，N2、H2混合气体充分反应5min后放出热量46.2 kJ，则根据反应热可知消耗氮气的物质的量＝46.2 kJ÷92.4 kJ·mol－1＝0.5mol，则根据方程式可知消耗氢气是1.5mol，浓度是1.5mol÷2L＝0.75mol/L，所以用H2表示的平均速率为0.75mol/L÷5min＝0.15mol·L－1·min－1。

（2）①在800℃发生上述反应，向恒容反应器投入CO2、H2 、CO、 H2O的物质的量分别为：1 mol 、1 mol 、2 mol 、2 mol，由于反应前后体积不变，则可以用物质的量表示浓度计算浓度商，则浓度商＝＜1，所以此时该反应由正反应方向开始建立平衡。

② CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)

起始浓度（mol/L） 0.02 0.02 0 0

转化浓度（mol/L） x x x x

平衡浓度（mol/L） 0.02—x 0.02—x x x

则根据平衡常数可知

解得x＝0.015mol/L

则在该条件下，CO的最大转化率为。

③a．增加CO的用量平衡向正反应方向进行，氢气的物质的量增加，但含量不一定增加，a错误；b．增加H2O(g)的用量平衡向正反应方向进行，氢气的物质的量增加，但含量不一定增加，b错误；c．反应前后体积不变，增大压强平衡不移动，氢气含量不变，c错误；d．根据表中数据可知升高温度平衡常数减小，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正方应是放热反应，所以降低温度平衡向正反应方向进行，氢气含量增加，d正确，答案选d。

考点：考查外界条件对平衡状态的影响及平衡状态计算等