合成氨工业对工、农业生产和国防都有重要意义.已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ?mol-1,

2025-03-10 15:49:15
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回答1:

(1)a.用铁作催化剂加快化学反应速率,催化剂不能使平衡移动,使用催化剂是为了加快化学反应速率,用勒夏特列原理无法解释,故错误;
b.采用较高压强(20Mpa-50MPa),合成氨是气体体积减小的反应,加压至20~50MPa,有利于化学平衡正向移动,有利于氨的合成,故正确;
c.增大N2的浓度平衡正向移动,提高H2的转化率,故正确;
d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,将氨及时液化分离,利于化学平衡正向移动,有利于氨的合成,故正确;
e.加热到500℃合成氨是放热反应,升温会使平衡逆向移动,降低转化率,升温的目的是为了保证催化剂的催化活性,加快化学反应速率,不能用勒夏特列原理解释,故错误;
故选bcd;
(2)使用催化剂降低活化能,不影响反应热,在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化曲线如图:
,故答案为:
(3)①设氮气的转化率是x.
       N2 +3H2 ?2NH3
反应前0.2    0.8        0
反应  0.2x   0.6x     0.4x
平衡0.2(1-x)0.8-0.6x 0.4x
由题意可知:
0.2+0.8
1?0.4x
5
4

x=50%,答:氮气的转化率为50%;
②所以N2的0.2(1-x)=0.1,H2 的0.8-0.6x=0.1;NH3的0.4x=0.2;所以
K1=
0.1
2
×(
0.1
2
)3
(
0.2
2
)2
=12.8;答:平衡常数K1为12.8;
③若向该容积起始充入的N2、H2、NH3的量分别为0.1mol、0.6mol、0.2mol,Qc=
0.1
2
×(
0.6
2
)3
(
0.2
2
)2
>K1,所以平衡正向移动,故答案为:正.