Question

（18分）合成氨是人類科學技術上的一項重大突破。工業(yè)上以天然氣為原料合成氨。其生產(chǎn)工藝如下：造氣階段→轉化階段→分離凈化→合成階段

（1）造氣階段的反應為：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.1 kJ/mol

①在一密閉容器中進行上述反應，測得 CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如下圖1所示。反應中處于平衡狀態(tài)的時間為 、 ；10 min時，改變的外界條件可能是 。

②如圖2所示，在初始容積相等的甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4和H2O。在相同溫度下發(fā)生反應，并維持反應過程中溫度不變。則達到平衡時，兩容器中CH4的轉化率大小關系為：α甲(CH4) α乙(CH4)；

（2）轉化階段發(fā)生的可逆反應為： CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

一定溫度下，反應的平衡常數(shù)為K＝1。某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見下表：

CO	H2O	CO2	H2
0.5 mol	8.5 mol	2.0 mol	2.0 mol

此時反應中正、逆反應速率的關系式是 （填序號）。

a．v(正)＞v(逆) b．v(正)＜v(逆) c．v(正)＝v(逆) d．無法判斷

（3）合成氨反應為：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H=－92.4kJ•mol ?1

①依據(jù)溫度對合成氨反應的影響，在下圖坐標系中，畫出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開始，隨溫度不斷升高，NH3物質的量變化的曲線示意圖。

②根據(jù)勒夏特列原理，簡述提高合成氨原料轉化率的一種方法 。

（4）工業(yè)合成氨的熱化學方程式為

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。

在某壓強恒定的密閉容器中加入2 mol N2和4 mol H2，達到平衡時，N2的轉化率為50%，體積變?yōu)?0 L。求：

①該條件下的平衡常數(shù)為_________；

②若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與上述平衡相同。反應放出的熱量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

Answer 1