Question

氨在國民經濟中占有重要的地位，請參與下列探究．
（1）生產氫氣：將水蒸氣通過紅熱的炭即產生水煤氣．
C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ，△S=+133.7J/K
該反應在低溫下能否自發

 

（填：能或否）．
（2）已知在400℃時，N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的K=0.5，
①2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g）的K=

 

（填數值）．
②400℃時，在0.5L的反應容器中進行合成氨反應，一段時間后，測得N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應V（N₂）_正

 

V（N₂）_逆（填：＞、＜、=、不能確定）
（3）在三個相同容器中各充入1molN₂和3molH₂，在某一不同條件下反應并達到平衡，氨的體積分數隨時間變化曲線如圖．下列說法正確的是

 

（填序號）．

A．圖Ⅰ可能是不同壓強對反應的影響，且P₂＞P₁
B．圖Ⅱ可能是不同壓強對反應的影響，且P₁＞P₂
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對反應的影響，且T₁＞T₂
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下，催化劑性能，1＞2．

Answer 1

分析：（1）根據△G=△H-T△S判斷，△G＜0自發進行，△G＞0非自發；
（2）①同一可逆反應，正、逆反應的平衡常數互為倒數；
②計算濃度商Qc，與平衡常數比較判斷反應進行方向，進而判斷正、逆速率關系；
（3）A．增大壓強平衡右移；
B．壓強不同，平衡狀態不同；
C．升高溫度平衡逆向移動；
D．催化劑不影響平衡移動．

解答：解：（1）C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ，△S=+133.7J/K，△G=△H-T△S，△G＜0自發進行，反應中焓變、熵變都增大，高溫下可能△G＜0，反應自發進行，故答案為：否；
（2）①反應2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g）和反應N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g）是互為可逆反應，故2NH₃（g）?N₂ （g）+3H₂（g）的K平衡常數=

1

0.5

=2，
故答案為：2；
②一段時間后，當N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為4mol/L、2mol/L、4mol/L時，Qc=

42

4×23

42

4×22

=0.5，所以該狀態是平衡狀態，正逆反應速率相等，
故答案為：=；
（3）A．增大壓強平衡右移，氨氣的含量應增大，圖象與實際不符，故A錯誤；
B．壓強不同，平衡狀態不同，不可能在同一平衡狀態，圖象與實際不符，故B錯誤；
C．升高溫度平衡逆向移動，氨氣的含量減小，圖象與實際不符，故C錯誤；
D．催化劑不影響平衡移動，由圖象可知1到達平衡時間過短，故催化劑性能1＞2，故D正確．
故答案為：D．

點評：本題考查化學平衡圖象與影響因素、化學平衡常數等，難度中等，（2）中注意根據平衡常數表達式進行理解．