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________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是____________________________________。
A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压
(3)计算500 ℃，30 MPa时N2的转化率________。
(4)实际工业生产氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，及500 ℃对反应速率的影响，还采取了一些措施请分别写出其中的一个措施：______________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)表中数据表明：恒压时，升高温度，w(NH3)减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应。
(2)由反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＜0，合成氨适宜条件是低温、高压，此时平衡
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右移，反应物转化率大。
(3)假设N2的用量为1 mol，H2的用量为3 mol，N2的消耗量为x mol，则：
3H2(g)
N2(g)
＋
2NH3(g)
初始量(mol) 1 3 0 转化量(mol) x 3x 2x 平衡量(mol) 1－x 3－3x 2x 得：26.4%
2x＋
2x1－x＋
3－3x×100%＝
x＝0.4177
0.4177 mol
α(N2)＝×100%＝41.77%。
1 mol(4)增大反应物浓度或降低产物浓度有利于平衡右移；低温时虽然有利于化学反应正向进行，但速率较小，为提高化学反应速率，500 ℃时加入合适的催化剂(铁)，既提高化学反应速
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率，又使铁的催化性能最好。
答案：(1)逆反应 放热 (2)C (3)41.77%
(4)加过量N2或及时从平衡体系中移走NH3，选择合适的催化剂(如铁)
1．可逆反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
ΔH<0，达到平衡后，为了使氢气的转化率增大，下列选项中采用的三种方法正确的是( )
A．升高温度、降低压强、增加氮气
B．降低温度、增大压强、加入催化剂 C．升高温度、增大压强、增加氮气 D．降低温度、增大压强、分离出部分氨气 解析：选D 要使氢气的转化率增大，需使平衡向正反应方向移动，根据合成氨反应的特点，由于正反应为放热反应，需降低温度；正反应为气体总体积减小的反应，需增大压强；另外
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还可通过及时分离出部分氨气，减小生成物浓度的方法，促使平衡右移，故选D。
2．下列说法能够用平衡移动原理来解释的是( )
A．加入催化剂可以提高单位时间氨的产量 B．高压有利于氨的合成反应
C．500 ℃高温比室温更利于合成氨的反应 D．恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He，使压强增大，则平衡正向移动，NH3增多
解析：选B A项，加入催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，提高“单位时间”的产量，不能使化学平衡发生移动；B项，合成氨是一个气体体积减小的反应，所以增大压强，使平衡正向移动，有利于合成氨，符合平衡移动原理；C项，因为合成氨是一个放热反应，所以从化学平衡移动角度分析，应采用较低温度，500 ℃高温较室温不利于平衡向合成氨方向移动，采用500 ℃既考虑到温度对速率的影响，
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更主要的是500 ℃左右催化剂活性最大；D项，恒温恒容下充入He，He不与N2、H2、NH3反应，虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变，平衡不移动，NH3的产量不变。
3．某条件下合成氨反应达平衡时氨的体积分数为25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物的体积之比是( )
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A. B. 541C. 6
1D. 2
解析：选A 设起始时H2为a mol、N2为b mol，平衡时NH3为x mol，则
3H2 ＋ N2 起始(mol): a b 0
3xx平衡(mol)： a－ b－ x
22
2NH3
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推荐K122017-2024学年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第四节化学反应条件的优化--工业合成氨作业鲁
