合成氨工业的核心反应是：N2（g）+3H2g 催化剂高温高压2NH3（g）；△H=QKJ?mol-1能量变化如图，回答下列问题：（1）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1 ，E2 （填“增大”、“减小”、“不变”）（2）在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量（填“＜”、“＞”或“=”）46.2kJ，理由是；（3）关于该反应的下列说法中，正确的是．A．△H＞0，△S＞0 B．△H＞0，△S＜0 C．△H＜0，△S＞0 D．△H＜0，△S＜0（4）将一定量的N2（g）和H2（g）放入1L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.10mol，H2为0.30mol，NH3为0.10mol．计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率，该温度下的平衡常数K值．若升高温度，K值变化（填“增大”、“减小”或“不变”）．（5）在上述（4）反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨中H2的转化率，下列措施可行的是（填字母）．A．向容器中按原比例再充入原料气 B．向容器中再充入惰性气体C．改变反应的催化剂 D．分离出氨．试题及答案-填空题-云返教育

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合成氨工业的核心反应是：
N₂（g）+3H₂g

催化剂

高温高压

2NH₃（g）；△H=QKJ?mol^-1
能量变化如图，回答下列问题：
（1）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁和E₂的变化是：E₁          ，E₂          （填“增大”、“减小”、“不变”）
（2）在500℃、2×10⁷Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5mol N₂和1.5mol H₂，充分反应后，放出的热量          （填“＜”、“＞”或“=”）46.2kJ，理由是          ；
（3）关于该反应的下列说法中，正确的是          ．
A．△H＞0，△S＞0 B．△H＞0，△S＜0 C．△H＜0，△S＞0 D．△H＜0，△S＜0
（4）将一定量的N₂（g）和H₂（g）放入1L密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下达到平衡，测得N₂为0.10mol，H₂为0.30mol，NH₃为0.10mol．计算该条件下达到平衡时H₂转化为NH₃的转化率          ，该温度下的平衡常数K值          ．若升高温度，K值变化          （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）在上述（4）反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨中H₂的转化率，下列措施可行的是          （填字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料气 B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂 D．分离出氨．

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减小:减小:＜:当0.5mol N₂和1.5mol H₂完全反应时，才能放出46.2kJ的热量，但反应为可逆反应，不能完全进行，放出的热量小于46.2kJ:D:33.3%:3.7（L/mol）²:减小:AD

【解答】解：（1）加入催化剂，降低反应的活化能，则E₁和E₂都减小，但活化能之差不变，则反应热不变，故答案为：减小；减小；
（2）当0.5mol N₂和1.5mol H₂完全反应时，才能放出46.2kJ的热量，但反应为可逆反应，不能完全进行，则密闭容器中充入0.5mol N₂和1.5mol H₂，充分反应后，放出的热量小于46.2kJ；
故答案为：＜；当0.5mol N₂和1.5mol H₂完全反应时，才能放出46.2kJ的热量，但此反应不能进行到底，所以放热小于46.2kJ；
（3）N₂（g）+3H₂g

催化剂

高温高压

2NH₃（g）；△H=QKJ?mol^-1，图象分析可知反应是放热反应△H＜0，反应前后是气体体积减小的反应，△S＜0；
故答案为：D；
（4）根据化学方程式和三段式列式计算：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
初始浓度； 0.6 0.45 0
变化浓度：0.5 0.15 0.1
平衡浓度：0.1 0.3 0.1
该条件下H₂的转化率=

0.15mol/L

0.45mol/L

×100%≈33.3%，
平衡常数K=

c²(NH₃)

c(N₂)c³(H₂)

0．1²

0.1×0．3³

=3.7（L/mol）²
反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：33.3%；3.7（L/mol）²；减小；
（5）根据化学平衡：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反应是气体体积减小的放热反应，欲提高 H₂的转化率，平衡正向进行；
A．向容器中按原比例再充入原料气，则压强增大，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故A正确；
B．向容器中再充入惰性气体，则各组分浓度不变，平衡不移动，氢气的转化率不变，故B错误；
C．改变反应的催化剂，不影响平衡的移动，氢气的转化率不变，故C错误；
D．液化生成物分离出氨，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故D正确；
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