- 平衡移动方向与反应物转化率的关系
- 共251题
已知：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）；△H=-92.4kJ•mol-1，请回答：
（1）合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是______（填字母）．
a．用铁作催化剂加快化学反应速率
b．采用较高压强（20Mpa-50MPa）
c．增大N2的浓度提高H2的转化率
d．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
e．加热到500℃
（2）请在答题卡的坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图（有催化剂的用虚线，并标出△H）．
（3）5000C时，设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.2molN2（g）和0.8molH2（g），达平衡时的压强为起始的4/5．计算：
①N2的转化率；
②该温度下反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常数K1；
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，则反应将向______方向进行．
正确答案
解：（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：
（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：
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=
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=
解析
解：（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：
（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：
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=
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=
下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
①铁在潮湿的空气中容易生锈
②工业合成氨选择500℃左右的温度比室温有利
③实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
④工业上合成氨常在高压下进行
⑤开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫．
正确答案
解析
解：①铁在潮湿的空气中容易生锈的反应不是可逆反应，故①错误；
②工业合成氨的反应是可逆的，选择500℃左右的较高温度能使反应逆向进行，不利于化学平衡的正向移动，使用该温度主要是考虑催化剂的催化效率以及反应速率等知识，所以不能用化学平衡移动原理解释，故②错误；
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应存在溶解平衡，饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子，饱和食盐水抑制了氯气的溶解，所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，故③正确；
④工业上合成氨的反应是可逆反应，增大压强，化学平衡正向移动，有利于提高产物氨气的产率，能用勒夏特列原理解释，故④正确；
⑤开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫，是压强对化学平衡的影响导致的，且存在可逆反应，故⑤正确；
故选B．
下列反应能用勒沙特列原理解释的是（ ）
正确答案
解析
解：A．催化剂对平衡移动没有影响，不能用勒沙特列原理解释，故A错误；
B．燃烧粉碎的黄铁矿，固体表面积较大，能加快反应速率，与勒沙特列原理无关，故B错误；
C．不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，轻易形成酸雾，且吸收速度慢，不能用勒沙特列原理解释，故C错误；
D．对N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0，正反应为气体总物质的量减小的反应，且正反应为放热反应，为使氨的产率提高，就要使化学平衡向正反应方向移动，就要降温并且加压，能用勒沙特列原理解释，故D正确．
故选：D．
下列事实中能应用勒沙特列原理来解释的是（ ）
正确答案
解析
解：A．往H2S水溶液中加碱，碱与氢离子反应，使硫化氢的电离平衡正移，有利于S2-增多，所以能用勒夏特列原理解释，故A正确；
B、催化剂只能改变速率，不能使平衡移动，所以不能用勒夏特列原理解释，故B错误；
C、合成氨反应是体积增大的反应，增大压强，平衡正移动，能提高氨气的产量，此处高压不利于合成氨的反应，是考虑设备的耐压程度，和勒夏特列原理无关，故C错误；
D、合成氨在500℃时既可使反应速率较快，又能使催化剂的活性最好．与平衡移动原因无关，故D错误．
故选A．
下列事实不能用勒沙特列原理解释的是（ ）
正确答案
解析
解：A．合成氨反应：N2+3H2⇌2NH3+Q，降低温度，平衡正向移动，增大压强，平衡正向移动，故为使氨的产率提高，理论上应采取低温 高压的措施，故能用勒夏特列原理解释，故A不选；
B、气体两边的计量数相等，增加压强平衡不移动，故B选；
C、使用催化剂平衡不移动，所以不能用勒沙特列原理解释，故C选；
D、已知反应2NO2（g）⇌N2O4（g），正反应是气体体积缩小的反应，先是浓度突然变大，后来平衡正向移动，所以颜色先变深后变浅，能用勒沙特列原理解释，故D不选；
故选BC．
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